valores das dimensõesĮ e ȕ dos recortes retangulares introduzidos nos planos de terra foram parametrizados com o auxílio do software Ansoft HFSS até ser constatado que os valores ótimos para esses recortes são Į = 3 mm e ȕ = 4 mm, como utilizado em [8]. A Fig. 5.5 exemplifica esta parametrização para Į , variando de 0 (caso sem recorte) a 5 mm, sendo mantido ȕ fixo em 4 mm. Enquanto que a Fig. 5.6 exemplifica a parametrização de ȕ, variando de 0 a 5 mm, comĮ fixo em 3 mm. A antena parametrizada nas Figs. 5.5 e 5.6 foi a elíptica com excentricidade igual a 0,75.
Fig. 5.5. Parametrização de Į para a antena elíptica com b/a = 0,75, realizada através de simulação no Ansoft HFSS.
Fig. 5.6. Parametrização de ȕ para a antena elíptica com b/a = 0,75, realizada através de simulação no Ansoft HFSS.
O valor de ȕ também foi parametrizado através de medições realizadas nas antenas com excentricidades de 0,75, 0,9 e 1 (caso circular, porém com a = b = 60 mm), após a construção das mesmas. Com a utilização de uma fita metálica foi feita a cobertura do recorte retangular, de um em um milímetro nessas antenas, a fim de se verificar o efeito causado à medida que se aumenta a fenda até chegar em 4 mm. As Figs. 5.7, 5.8 e 5.9 mostram esse processo de parametrização de ȕ, para b/a = 0,75, b/a = 0,9 e b/a = 1 (a = b = 60 mm).
Fig. 5.8. Parametrização medida de ȕ para a antena elíptica com b/a = 0,9.
5.4 Síntese do Capítulo
Neste capítulo, foram analisados os gráficos comparativos entre os monopolos com diferentes excentricidades, para a perda de retorno e para o SWR, nas estruturas truncadas e nas estruturas compensadas. A parametrização do recorte também foi analisada através de um gráfico comparativo com Į fixo e ȕ variando, em três estruturas com excentricidades distintas. Os resultados obtidos mostraram a importância da otimização do formato do plano de terra, que propiciou excelentes desempenhos e um aumento bastante satisfatório na largura de banda dos monopolos.
Capítulo 6
Conclusões
Neste trabalho foram realizadas investigações teórica e experimental das propriedades de monopolos planares de microfita. Foram analisados diversos parâmetros fundamentais para se projetar uma antena planar de microfita, reduzindo problemas relacionados à propagação por ondas de superfície e à largura de banda estreita. Também foi apresentado de forma sucinta, o sistema UWB, podendo ser constatado que com o advento desta tecnologia, tornou- se possível atingir elevadas taxas de dados em comunicações de alta capacidade, a curtas distâncias. Com a aplicabilidade das antenas de microfita nesse sistema, é viável a construção de estruturas com excelentes desempenhos, sobretudo, no que diz respeito ao aumento da largura de banda.
Foram projetados e construídos monopolos com patches elípticos de diferentes excentricidades e monopolos com patches circulares, sobre substratos dielétricos isotrópicos. Os efeitos produzidos pelas modificações efetuadas no plano de terra (na forma de um recorte retangular) foram analisados na entrada de cada antena. A introdução do recorte, com dimensões Į = 3 mm e ȕ = 4 mm, melhorou a resposta em freqüência das antenas, para a perda de retorno e para o SWR. Os resultados medidos e simulados apresentaram uma boa concordância.
Na região de aplicações UWB, bem como em toda a faixa medida, observou-se que as estruturas compensadas permitem obter excelentes larguras de banda (maior que 20:1), quando calculada para uma perda de retorno inferior a -10 dB, sendo adequadas para utilização nos sistemas atuais de comunicações sem fio. Desta forma, foi constatado que as estruturas que apresentaram melhores resultados foram as de patches circulares com recorte no plano de terra, enquanto que as elipses de excentricidade 0,375, sem o recorte, são as que apresentaram os piores resultados. A antena elíptica compensada e b/a = 0,375 não apresentou valores de SWR inferiores a 2, mas sim um valor máximo inferior a 2,3.
Através das cartas de Smith e dos diagramas de radiação obtidos através das simulações, foi possível confirmar que a otimização no plano de terra propiciou a redução da capacitância da linha de microfita na região de conexão com o patch condutor, para fins de
Como proposta para trabalhos futuros, pode-se realizar a fabricação dos monopolos estudados, utilizando múltiplas camadas dielétricas, com substratos distintos, sendo possível analisar os desempenhos individuais de cada substrato, bem como aumentar ainda mais a largura de banda das antenas. Também pode ser investigado o efeito de outras técnicas para aumentar a largura de banda e outras formas de recorte no plano de terra.
Outra proposta está relacionada à observação das características de otimização das antenas estudadas, se são similares em termos de diagrama de radiação. E ainda, desenvolver simulações simplificadas como a Teoria da Linha de Transmissão para o modelamento das antenas.
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