Análise e design de estruturas 2,5D de superfícies seletivas de frequência para aplicações em sistemas modernos de comunicações sem fio

• Autor(a) principal: Duarte, Mychael Jales
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
• Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/28707
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA; Superfícies seletivas de frequência; Fractal; Ultraminiaturização; SMP; Wi-Fi Halow; Wi-Fi 6; FSS2; 5D

Este trabalho apresenta um estudo sobre Superfícies Seletivas de Frequência (FSS) 2,5D, para aplicações em sistemas modernos de comunicações sem fio. Inicialmente são analisadas estruturas simples e 2,5D, do tipo patch. As FSS simples são formadas por elementos em espira quadrada e em espira baseada no fractal Minkowski. O uso da curva fractal ocasionou uma miniaturização do circuito, aparecimento de uma nova banda de transmissão e diminuição da largura de banda, na faixa de frequência analisada. As FSS 2,5D são formadas a partir das estruturas simples que, para a formação dos seus elementos, as espiras foram seccionadas em partes, onde foram impressas na face superior e inferior do dielétrico e interligadas com fios condutores de cobre cilíndricos de 0,5 mm de diâmetro. As superfícies 2,5D proporcionaram miniaturização do circuito em comparação com a fractal, sem aparecimento de novas bandas de transmissão na faixa analisada e sem diminuir a largura de banda relativa. Com a comprovação da eficiência dessa técnica de miniaturização, foram propostas três estruturas ultraminiaturizadas para sistemas de SMP (nas bandas de 1900 MHz e 2300MHz), Wi-Fi Halow (na banda de 900 MHz) e Wi-Fi 6 (dual-band 2,45 GHz e 5,00 GHz), as três com dimensões iguais a 10 mm x 10 mm de célula unitária. Todas as FSS se mostraram estáveis com relação ao ângulo de incidência da onda plana sobre a superfície do circuito. Os resultados numéricos simulados para os protótipos projetados foram obtidos pelo software ANSYS HFSS. Os protótipos foram construídos e foi realizada a caracterização experimental dos coeficientes de transmissão, largura de banda e frequência de ressonância, valores obtidos foram comparados e discutidos com os resultados das simulações, os quais apresentaram boa concordância.