Microstrip antenna design and analysis with use of Metamaterial type CSRR

Autor: Silva, Isaac Barros Tavares da
Přispěvatelé: Andrade, Humberto Dionísio de, Fernandes, Humberto César Chaves, Queiroz Júnior, Idalmir de Souza, Araujo, Wellington Candeia de, Sousa Neto, Marinaldo Pinheiro de
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2014
Předmět:
Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFERSA
Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA)
instacron:UFERSA
Popis: Made available in DSpace on 2016-08-31T13:33:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 IsaacBTS_DISSERT.pdf: 5495741 bytes, checksum: 51971b46b62abac857269a023f55e88b (MD5) Previous issue date: 2014-12-19 Microstrip patch antennas consist of a metallic strip over a dielectric substrate and widely used because of its small size and versatility of its dimensions and possible configurations of the patch to achieve specific characteristics of resonance frequency, bandwidth, directivity and return loss. Due this versatility of its parameters, this work presents a microstrip patch antenna proposal involving the insertion of two Complementary Split Ring Resonators (CSRR), as the variation of its dimensions, and will be developed a study of CSRR s influence in antenna s parameters, designed by Transmission Line Theory, with the objective of increasing the antenna s bandwidth and filtering certain frequencies; and manufacture a device which operates in Ultra Wideband (UWB) system. The application of dielectric multilayers will be also studied with the objective of evaluate its influence in antenna s return loss. The software ANSYS HFSS® was used as an auxiliary tool to simulate the antennas parameters and the best results, as well the evaluation about the available material, were used to build the devices and measure them to validate the results previously simulated. The simulations results matched with the expected behavior of the return loss, because the filter characteristic appeared in some frequencies and the result presented a dual-band characteristic. The experimental result for the return loss agreed with the simulated pattern, despite the dislocated frequency to higher values, but just one of the measured antennas could be used in the UWB system with fractional bandwidth of 34,12% in the resonance frequency of 4,35 GHz with return loss of -36,22 dB, allowing the operation in many wireless communication systems like the IEEE standards 802.11a, 802.11n and 802.11p As antenas de microfita tipo patch (ou plaqueta) são antenas constituídas de um recorte metálico sobre um substrato dielétrico, e são bastante utilizadas devido ao seu tamanho reduzido e versatilidade em relação as diversas configurações e dimensões que podem ser utilizadas no patch a fim de alcançar características específicas de frequência de ressonância, largura de banda, diretividade e perda de retorno. Devido a essa versatilidade em relação aos parâmetros construtivos e eletromagnéticos, este trabalho apresenta uma proposta de antena de microfita envolvendo a inclusão de dois Anéis Ressoadores Complementares (Complementary Split Ring Resonator CSRR), bem como a variação das dimensões deste, e será realizado um estudo sobre sua influência nos parâmetros da antena de microfita, projetada através da Teoria de Linha de Transmissão, objetivando o incremento da largura de banda da antena e a filtragem de determinadas faixas de frequência a fim de fabricar um dispositivo que opere no sistema Ultra Wideband (UWB). A aplicação de múltiplas camadas dielétricas também será estudada a fim de se observar sua influência na perda de retorno da antena. Os resultados foram obtidos através de simulações utilizando o software ANSYS HFSS®, que utiliza o método dos Elementos Finitos, e os melhores resultados obtidos, juntamente com a análise do material disponível, foram utilizados para a fabricação dos dispositivos e medição dos mesmos a fim de validar as simulações realizadas. Os resultados das simulações se mostraram satisfatórios, pois a característica capacitiva do CSRR permitiu o filtro de algumas faixas de frequência, fazendo com que a perda de retorno tivesse característica dual-band. O resultado experimental da perda de retorno se mostrou concordante com o padrão simulado, apesar do deslocamento de frequência, porém apenas uma das antenas construídas se adequou para aplicação no sistema UWB, com largura de banda fracionária de 34,12% para a frequência de ressonância 4,35 GHz com perda de retorno no valor de -36,22 dB, permitindo a operação desta em diversos sistemas de comunicação wireless como padrões 802.11a, 802.11n, 802.11p entre outros sistemas
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: