Análise de estruturas inspiradas em fractais aplicadas em antenas e superfícies seletivas de frequência

• Autor(a) principal: Batista, Yuri Max Vieira
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
• Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/26257
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA; Fractais; Fractais modificados; Antena fractal; FSS fractal; Antena de microfita; Superfície seletiva de frequência

O desenvolvimento de novas estruturas, inspiradas em fractais, aplicadas à tecnologia planar tem motivado muitos pesquisadores em todo o mundo, interessados no projeto de dispositivos e circuitos de micro-ondas mais compactos, mais eficientes e de baixo custo, para operar em banda larga ou múltiplas bandas, com melhores condições de filtragem (transmissão ou rejeição), radiação ou recepção, e estabilidade angular, por exemplo. Especificamente, os fractais tradicionais têm sido utilizados no desenvolvimento de circuitos integrados de micro-ondas e antenas porque têm possibilitado a melhoria de suas respostas em frequência. Entretanto, para extrair mais vantagens do potencial dessas geometrias, elas devem ser alteradas, de acordo com as aplicações desejadas. Além disso, devido às interferências externas, filtros espaciais, como as superfícies seletivas de frequência (FSS), se tornaram cada vez mais populares com o crescimento no uso de tecnologias de comunicação sem fio, pois aparecem como uma excelente solução para filtrar frequências previamente especificadas. Portanto, o uso de geometrias fractais tradicionais ou novas, nessas estruturas, traz contribuições específicas na melhoria das suas respostas em frequência. O objetivo principal deste trabalho consiste em melhorar a tecnologia atual de FSS, usando geometrias fractais conhecidas, as quais são modificadas, para melhor aproveitar o uso das características dessas geometrias. Assim, utilizando algumas configurações diferentes da mesma geometria, inspiradas no fractal de Hilbert, pode-se configurar a estrutura de FSS para obter maior largura de banda, operações em multibandas, boa estabilidade angular e miniaturização, por exemplo. Adicionalmente, essas estruturas baseadas em fractais exibem características a serem investigadas em relação à redução do tamanho do patch, elemento do arranjo periódico, e à modificação das frequências de ressonância das antenas. Este trabalho apresenta estruturas de antenas e FSS inspiradas em fractais que ressonam em multifrequências. Cinco protótipos foram fabricados e medidos para comparar com os resultados obtidos através de simulações. Neste trabalho são propostas geometrias de FSS inspiradas no fractal de Hilbert, no fractal do espelho infinito e no triângulo de Sierpinski, com modificações adicionais para garantir estabilidade angular e multibanda. Adicionalmente, são propostas antenas de microfita com alimentação coaxial, com o elemento radiador inspirado no fractal de Sierpinski triangular, obtendo operação em multibanda e aumento do ganho.