Análise de antenas de aberturas circulares concêntricas alimentadas por guias de ondas circulares.

• Ano de defesa: 2012
• Autor(a) principal: SOUZA, Adriano Gouveia de.
• Orientador(a): FONTGALLAND, Glauco.
• Banca de defesa: D'ASSUNÇÃO, Adaildo Gomes., CAVALCANTE, Gervásio Protásio dos Santos., MELO, Marcos Tavares de., SERRES, Alexandre Jean René., FARIAS, José Ewerton Pombo de.
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Campina Grande
• Programa de Pós-Graduação: PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA
• Departamento: Centro de Engenharia Elétrica e Informática - CEEI
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Estruturas Planares.; Guia de Ondas Circular.; Circuito Equivalente.; Método dos Momentos.; Algoritmos Genéticos.; Fendas Circulares Concêntricas.; Planar Structures.; Circular Waveguide.; Equivalent Circuit.; Method of Moments.; Genetic Algorithms.; Concentric Circular Cracks.
• Área do conhecimento CNPq: Engenharia Elétrica.
• Link de acesso: https://dspace.sti.ufcg.edu.br/handle/riufcg/3161

Neste trabalho de pesquisa é apresentado a análise de uma antena planar com fendas circulares concêntricas alimentada por acoplamento através de íris. A excitação da íris é realizada pelo modo fundamental de um guia de ondas circular. A estrutura planar da antena sob estudo favorece sua utilização em aplicações aeroespaciais devido ao perfil fino, pouco volume, pouco peso e capacidade de operar com polarização circular. Além disso, a antena pode ser adaptada para aplicações de comunicação em faixa larga ou faixa estreita. Embora a antena de fendas concêntricas apresente um perfil fino, comum à antenas planares, sua análise exige o uso de técnicas empregadas no tratamento de antenas em três dimensões. Para tanto, o método do circuito equivalente é utilizado com o objetivo de representar o problema eletromagnético por intermédio de um circuito elétrico equivalente utilizando fontes virtuais e duais. O circuito elétrico equivalente é utilizado para descrever o comportamento dos campos no interior da estrutura. A grande vantagem do circuito equivalente é permitir o emprego de técnicas de análise de circuito na análise e solução do problema permitindo, assim, descrever o conjunto de equações do problema. Em problemas com estruturas complexas a solução envolve o cálculo de equações integrais cuja solução numérica pode ser obtida por meio do método dos momentos. O método dos momentos é utilizado com funções de base de subdomínio sobre as fendas da estrutura. A construção da matriz do método dos momentos é conveniente para a aplicação do método da manipulação direta da matriz admitância. Essa técnica agiliza a rotina de otimização pois evita cálculos repetitivos dos elementos matriciais. A rotina de otimização empregada neste trabalho é o Algoritmo Genético, sendo o posicionamento e dimensões das fendas o objeto de análise representado de forma binária. A metodologia utilizada no tratamento da estrutura foi implementada em dois programas computacionais escritos em ambiente Matlab®. A primeira rotina computacional implementada permite a análise de transições entre guias de ondas circulares e é utilizada no estudo de diferentes formas de alimentação. A segunda rotina implementada possibilita a análise da antena de fendas circulares concêntricas e possibilita o estudo dos campos nas fendas e do diagrama de irradiação da antena. Os resultados das simulações para a transição entre guias de ondas circulares são comparadas com outros resultados publicados. Uma boa concordância entre os resultados é observada. Para o caso da antena proposta foram realizadas simulações na faixa de frequência de micro-ondas e ondas milimétricas. Os resultados simulados foram comparados com resultados obtidos com o software comercial CST®. Medições foram realizadas na faixa de frequência de micro-ondas, entre 9 GHz e 15 GHz. Os resultados obtidos para os três casos apresentam boa concordância, ainda que por limitações do ambiente de medição e construção dos protótipos alguns deslocamentos de frequência tenham sido observados nos experimentos. A adequada escolha das dimensões e número de fendas na estrutura possibilita à antena operar em faixa estreita ou faixa larga. É demonstrado que o número e as dimensões das fendas apresentam um peso importante na definição do diagrama de irradiação desejado.