Utilização de substratos heterogêneos e planos de terra inclinados no desenvolvimento de antenas e filtros de microfita sintonizáveis
Ano de defesa: | 2012 |
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Tipo de documento: | Dissertação |
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Instituição de defesa: |
Universidade Federal do Rio Grande do Norte
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Programa de Pós-Graduação: |
Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
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Departamento: |
Centro de Tecnologia
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País: |
Brasil
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Palavras-chave em Português: | |
Link de acesso: | https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/48303 |
Resumo: | Este trabalho tem como objetivo principal apresentar filtros e antenas de microfíta sintonizáveis, que permitam alterações da frequência de ressonância e da largura de banda, para aplicações em sistemas de comunicação sem fio. Assim, em sistemas que apresentem níveis elevados de ruídos, alterações da frequência de operação e de largura de banda podem proporcionar maior confíabilidade ao tráfego das informações e melhoria na relação sinal ruído do sistema. Para que estes dispositivos se tomassem sintonizáveis foi proposta uma técnica que consiste em introduzir uma inclinação ao plano de terra e variá-la conforme a necessidade de adaptação dos dispositivos. A teoria de circuitos e a teoria da linha de transmissão foram usadas no projeto desses filtros e antenas de microfíta, em combinação com a técnica do plano de terra inclinado, foi inserida nas estruturas destes dispositivos, que foram simulados no software comercial /Íwsq/Z-HFSS para avaliação da predição teórica. Após as simulações foram construídos vários protótipos, que foram medidos em um analisador de rede vetorial. Os resultados simulados e medidos foram então comparados e apresentaram uma boa concordância. Estes resultados mostraram um aumento de até 140% na largura de banda dos filtros e uma variação de até 31% na frequência de ressonância das antenas estudadas. Assim, através da análise das respostas dos dispositivos de microfíta estudados pode-se observar que a aplicação da técnica do plano de terra inclinado proporciona um aumento considerável na largura de banda dos filtros e uma variação percentual significativa na frequência de ressonância das antenas. Portanto, esta técnica mostrou-se adequada para o ajuste das respostas de dispositivos de microfíta com aplicação em filtragem e radiação eletromagnética. |
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Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e de Computação) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2012.https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/48303Este trabalho tem como objetivo principal apresentar filtros e antenas de microfíta sintonizáveis, que permitam alterações da frequência de ressonância e da largura de banda, para aplicações em sistemas de comunicação sem fio. Assim, em sistemas que apresentem níveis elevados de ruídos, alterações da frequência de operação e de largura de banda podem proporcionar maior confíabilidade ao tráfego das informações e melhoria na relação sinal ruído do sistema. Para que estes dispositivos se tomassem sintonizáveis foi proposta uma técnica que consiste em introduzir uma inclinação ao plano de terra e variá-la conforme a necessidade de adaptação dos dispositivos. A teoria de circuitos e a teoria da linha de transmissão foram usadas no projeto desses filtros e antenas de microfíta, em combinação com a técnica do plano de terra inclinado, foi inserida nas estruturas destes dispositivos, que foram simulados no software comercial /Íwsq/Z-HFSS para avaliação da predição teórica. Após as simulações foram construídos vários protótipos, que foram medidos em um analisador de rede vetorial. Os resultados simulados e medidos foram então comparados e apresentaram uma boa concordância. Estes resultados mostraram um aumento de até 140% na largura de banda dos filtros e uma variação de até 31% na frequência de ressonância das antenas estudadas. Assim, através da análise das respostas dos dispositivos de microfíta estudados pode-se observar que a aplicação da técnica do plano de terra inclinado proporciona um aumento considerável na largura de banda dos filtros e uma variação percentual significativa na frequência de ressonância das antenas. Portanto, esta técnica mostrou-se adequada para o ajuste das respostas de dispositivos de microfíta com aplicação em filtragem e radiação eletromagnética.This work aims to present tunable microstrip filters and antennas for applications in wireless communication systems, allowing variations in their resonant frequencies and bandwidths. Thus, in systems that present a high-intensity noise, changes in the operating frequency and bandwidth can provide higher reliability traffic of Information and improve the signal to noise ratio ofthe system. A technique was proposed to tune these devices, which consists in tilting the ground plane ofthese devices and vary the corresponding inclination angle as needed to meet the desired performances. Filters and antennas were designed using both circuit and transmission line theories combined with the tilted ground plane technique. Thereafter simulation was performed using the commercial software Ansoft-HFSS in order to validate the theoretical results. Furthermore several prototypes were built and measured using a vector network analyzer. A good agreement between measured and simulated results was observed. The obtained results showed an increase of up to 140% in the bandwidth ofthe filters and a range of up to 31% in resonant frequency of the studied antennas. Consequently by analyzing the performances of the considered microstrip devices it was observed that the application ofthe technique of tilted ground plane provides a considerable increase in the filters bandwidths and a signifícant percentage change in the resonant frequency value ofthe antennas. Therefore this technique is adequate for adjusting the response of microstrip devices with applications in filtering and electromagnetic radiation.Universidade Federal do Rio Grande do NortePrograma de Pós-graduação em Engenharia ElétricaUFRNBrasilCentro de Tecnologiafiltros de micro-ondasantenas de microfítaplano de terra inclinadolargura de bandafrequência de ressonânciaUtilização de substratos heterogêneos e planos de terra inclinados no desenvolvimento de antenas e filtros de microfita sintonizáveisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRNinfo:eu-repo/semantics/openAccessLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81484https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/48303/2/license.txte9597aa2854d128fd968be5edc8a28d9MD52ORIGINALUtilizacaosubstratosheterogeneos_Vieira_2012.pdfUtilizacaosubstratosheterogeneos_Vieira_2012.pdfapplication/pdf75804504https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/48303/1/Utilizacaosubstratosheterogeneos_Vieira_2012.pdf5b1361c7c7f24c22cabb310d36154ef9MD51123456789/483032022-06-29 16:18:13.491oai:https://repositorio.ufrn.br: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Repositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/opendoar:2022-06-29T19:18:13Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false |
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