Antena bow-tie integrada a uma FSS refletora para aplicações em sistemas 5G

Autor: Brito, Augusto César Rebouças de
Přispěvatelé: Mendonça, Laercio Martins de, Vasconcelos, Cristhianne de Fátima Linhares de, D'Assunção Júnior, Adaildo Gomes, Peixeiro, Custódio José Oliveira, Oliveira, José de Ribamar Silva, D'Assunção, Adaildo Gomes
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da UFRN
Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)
instacron:UFRN
Popis: Nos últimos anos, os avanços observados nos sistemas de comunicações sem fio (wireless communication systems) e o crescimento do número de suas aplicações tornaram atrativo o uso de antenas compactas de multibanda e de banda larga, tanto para aplicações em sistemas de comunicações comerciais como militares. Os exemplos mais comuns são encontrados na variedade de aparelhos portáteis de comunicação sem fio, tais como: smartphones, fones de ouvido e computadores portáteis, dentre outros. O surgimento de diferentes tecnologias sem fio, a exemplo do GSM (Sistema Global para Comunicações Móveis), RFID (Identificação por Rádio Frequência), Bluetooth, Wi-Fi e WiMAX, tem servido de motivação para impulsionar as pesquisas na área de telecomunicações. Nesse caminho, a busca por dispositivos mais leves, mais compactos e de custo reduzido, para serem utilizados em diversas áreas, como a biomédica, militar e de segurança, tem sido cada vez maior. Além disso, a constante procura por antenas cada vez mais leves e flexíveis, que possam se moldar à superfície de contato de dispositivos, têm impulsionado as pesquisas na área. Nesse aspecto, as antenas de microfita se destacam, pois possuem capacidade para se comunicar com vários dispositivos, são simples, baratas, leves, de perfil fino e dependendo da aplicação possuem grande largura de banda. O desenvolvimento de antenas com estas características ainda é um desafio às pesquisas atuais. Este trabalho tem como objetivo o estudo, o projeto, a fabricação e a medição de novas geometrias de antenas planares, com aberturas no plano de terra e utilização de FSS (Frequency Selective Surface), visando à redução das suas dimensões, volume e peso bem como aumento do ganho das antenas, para atender às demandas dos serviços ofertados pelos Sistemas Móveis 5G, por exemplo. Destaca-se a análise de uma antena de microfita com fenda bow-tie no seu plano terra, sendo apresentados resultados para perda de retorno, largura de banda, distribuição de corrente e diagrama de radiação para um intervalo de frequência entre 1 e 10 GHz. A inserção de camadas de ar entre a antena e a estrutura FSS também foi utilizada visando um maior grau de liberdade para ajuste das frequências de ressonâncias. Simulações computacionais com objetivo de predizer os valores dos parâmetros que caracterizem as estruturas propostas foram realizadas principalmente através do software HFSS 13.0 e resultados em laboratório apresentaram ótima concordância. In recent years, the advances observed in wireless communication systems and the growth in the number of their applications have made the use of compact multiband and broadband antennas attractive, both for applications in commercial and military communications systems. The most common examples are found in the variety of portable wireless communication devices, such as: smartphones, headsets and portable computers, among others. The emergence of different wireless technologies, such as GSM (Global System for Mobile Communications), RFID (Radio Frequency Identification), Bluetooth, Wi-Fi and WiMAX, has served as a motivation to boost research in the telecommunications area. In this way, the search for lighter, more compact and low-cost devices, to be used in several areas, such as biomedical, military and security, has been increasingly greater. In addition, the constant search for increasingly lighter and more flexible antennas, which can be molded to the contact surface of devices, has boosted research in the area. In this respect, the microwaveable antennas stand out, as they have the ability to communicate with various devices, they are simple, inexpensive, light, with a thin profile and depending on the application they have a large bandwidth. The development of antennas with these characteristics is still a challenge to current research. This work aims to study, design, manufacture and measure new geometries of planar antennas, with openings in the ground plane and use of FSS (Frequency Selective Surface), aiming to reduce its dimensions, volume and weight as well as an increase in the gain of the antennas, to meet the demands of the services offered by the 5G Mobile Systems, for example. The analysis of a microwaveable antenna with a bow-tie slit in its ground plane is highlighted, with results for loss of return, bandwidth, current distribution and radiation diagram for a frequency range between 1 and 10 GHz. The insertion of air layers between the antenna and the FSS structure was also used aiming at a greater degree of freedom to adjust the resonance frequencies. Computer simulations in order to predict the values of the parameters that characterize the proposed structures were performed mainly using the HFSS 13.0 software and results in the laboratory showed excellent agreement.
Databáze: OpenAIRE
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