[pt] O projeto de antenas refletoras para a geração de feixes modelados envolve a construção de algoritmos baseados em métodos de análise eletromagnética associados a técnica de otimização. Em geral, estes algoritmos demandam considerável tempo de processamento computacional, impondo limites para sua utilização intensiva na exploração de diferentes conjuntos de especificações e na busca de soluções mais compactas. Neste trabalho, será considerada a síntese de antenas refletoras circularmente simétricas para a geração de feixes modelados circularmente simétricos. Em função das características de simetria da antena, simplificações serão introduzidas na formulação do problema, reduzindo substancialmente o tempo de processamento e viabilizando sua utilização intensiva. Para a análise eletromagnética da antena refletora serão consideradas as aproximações da Ótica Física (PO) e das correntes de franja (CF). Considerando alimentadores radiando um campo com dependência azimutal n=1, o algoritmo foi adaptado e aplicado no modelamento de antena refletora para atender as especificações do CBERS (China-Brazil Earth Resources Satellite). Para alimentadores com dependência azimutal n=0, foram considerados sistemas de antenas omnidirecionais de um e dois refletores para a geração de diagramas modelados no plano vertical. Para estes dois tipo de sistema, o algoritmo de modelamento foi utilizado para maximizar o diagrama em direção e para produzir diagramas com dependência do tipo cossecante ao quadrado no plano vertical. A validação da técnica de análise eletromagnética desenvolvida foi obtida comparando os resultados com os gerados via Métodos dos Momentos. / [en] The usual algorithms employed in the design of shaped reflector antennas for satellite applications embed an electromagnetic analysis method in an optimization technique. In general, these algorithms demand considerable computation time, limiting its intensive use in the study to explore different sets of specifications and to search for more compact geometries. In this work, it is considered the particular case of the shaping of circularly symmetric reflectors antennas for the generation of circularly symmetric radiation patterns. The use of the reflector surface properties simplifies the formulation of the electromagnetic scattering and substantially reduces the computer time involved in the optimization iteration. For the electromagnetic scattering, the algorithm employed here considers the approximations given by the Physical Optics and Fringe Currents methods. Firstly, the shaping algorithm was applied in the design of a single reflector antenna to comply with the specifications of the China-Brazil Earth Resources Satellite (CBERS). For this case, the feed radiation pattern was represented by model with azimuthal dependence n=1. As a second case, the shaping algorithm was applied in the design of single and dual reflector omnidirectional antennas. Theses antennas were feed by a TEM coaxial horn with azimuthal dependence n=1. For these two type of antenna configurations, the modelling algorithm was used to maximize the diagram in one direction or to produce radiation patterns with dependence of the type cosecant to the square in the vertical plan. A Methods of Moments electromagnetic analysis was used to validate the scattering fields yielded by the PO+Fringe currents approximations.

[pt] Esta dissertação tem por objetivo analisar, a partir da Teoria Geométrica da Difração, o efeito de espalhamento mútuo entre as superfícies refletoras no diagrama de irradiação de antenas Cassegrain. São apresentados resultados numéricos evidenciando todas as contribuições de campos difratados de até 3ª. ordem. / [en] It is the purpose of this dissertation to analyse, via the Geometrical theory of Diffraction, the effect of mutual scattering between reflector surfaces on the radiation pattern of Cassegrain antennas. Numerical results highlight the contributions of the complete set of up to 3(rd) order diffracted fields.

[pt] Neste trabalho analisa-se o efeito do plano de terra nas características de radiação das torres irradiantes, através do relacionamento entre as variações da impedância de entrada e variações na eficiência de radiação. A distribuição de corrente utilizada é a de King e Wu (três termos) que, ao contrário da distribuição senoidal, permite a análise das antenas cujas alturas estejam próximas a meio comprimento de onda. São apresentados resultados para antenas longas e curtas, na faixa de radiodifusão sonora. / [en] The influence of radial wire ground systems in the radiation characteristics of monopole antennas is analyzed through the relationship between the input impedance and the variations of radiation efficiency. Instead of using the sinusoidal current distribution, King and Wu´s distribution is used in order to analyze antennas with lenghes near one half wavelength. Results for long and short antennas and working frequencies in the broadcast band are presented.

[pt] A presente tese estudará as modificações introduzidas nos diagramas de radiação de antenas cassegrain, em decorrência da colocação de obstáculos, como cercas, na região de campos próximos. A análise destas modificações será baseada na Teoria Geométrica da Difração. Definida a geometria do problema, serão desenvolvidos algoritmos para determinação dos pontos de reflexão e difração e, a partir destes pontos, calculados os campos espalhados. A eficiência de diversas configurações de obstáculos, na redução dos campos irradiados em certas direções, será analisada. / [en] This work will study the modifications introduced on cassegrain antenna radiation patterns, by putting obstacles, such as fences, in the near-field zone. The analisys of these modifications will be supported on the uniform Geometrical Theory of Diffraction. Defined the geometry of the problem, a mathematical model will be developed for the determination of reflection and diffraction points and, following these, the scattered fields will be computed. The performance of the antenna in the presence of obstacle will be analised.

[pt] O presente trabalho tem como objetivo apresentar um novo tipo de conjunto direcional, constituído por um elemento ativo e vários elementos passivos dispostos ao longo de um arco de circunferência de círculo. Embora o problema seja analisado sob o ponto de vista teórico, devido às dificuldades ainda existentes para uma realização experimental, a quase total identidade entre o modelo real e o utilizado na análise, sugere que os resultados obtidos forneçam dados suficientemente precisos sobre o comportamento da antena. São representadas várias curvas relativas ao ganho, impedância e relação frente-costas que evidenciam o desempenho da antena, e permitem o dimensionamento da mesma. Finalmente, são incluídas diversas sugestões para uma avaliação experimental. / [en] This work introduces a novel directional array, composed of an active element and several passive ones disposed along a circular arc. Simulated results for gain, input impedance and front-to-back relation provide curves that illustrate the antenna behavior and allow its synthesis. Suggestion for the experiemental implementation are also presented.

[pt] O presente trabalho analisa o comportamento dos centros de fase da corneta cônica dual mode nos planos E e H para pontos de observação situados na região de Fresnel e de Fraunhofer. Em função da geometria da corneta e da combinação dos modos TE 11 e TM11 na abertura, são apresentadas diversas curvas assim como um monograma que caracterizam o problema em questão. / [en] The behavior of the phase centers of the dual mode conical horn is analyzed on the E and H planes and for observation points situated in the Fresnel and Fraunhosffer region. Several curves and a nomogram, characterizing the problem in question, are presented as a function of the horn´s geometry and the conbination of TE11 and TM11 modes.

[pt] Este trabalho descreve uma das técnicas utilizadas para controlar a distribuição na abertura , no plano E e , conseqüentemente, as características de radiação de uma corneta piramidal. Pequenas variações do ângulo de abertura, em vários pontos da corneta, são utilizadas para produzir uma configuração de campos, na abertura, atenuada nas bordas para o plano E e que conduz a larguras de feixe, equalizadas nos planos E e H, com baixo nível de lobos secundários. Esta idéia é formalizada teoricamente e aplicada com sucesso, através de uma aproximação de 1ª ordem, ao projeto de um alimentador para um sistema Cassegrain de baixo ruído. / [en] This work describes a technique for controlling the E-plane aperture distribution and, consequently, the radiation pattern of a pyramidal horn. Small variations of flare angle at several points along the horn are used to produce a tapered aperture field in the E-plane, resulting equal E and H-plane beamwidths with low sidclobes for a low noise Cassegrain antenna system.

[pt] Neste estudo faz-se uma análise do desempenho de antenas cônicas compactas para operar em largas bandas de freqüência. Esta análise será feita observando o comportamento da impedância da antena. Serão, primeiramente, consideradas as estruturas convencionais formadas por cones e cones sobrepostos próximos a um plano condutor. Posteriormente, será considerada uma estrutura cônica onde o arredondamento das bordas resulta em um comportamento mais uniforme para a impedância de entrada com variações da freqüência, conferindo um aumento na banda para esta configuração. / [en] The discone antenna is well known as an easy to build multioctave broadband antenna with a omnidirectional radiation pattern in the H-plane, It comprises a plane conductive disc element spaced close to and axially aligned with a conductive cone element. For applications in the UHF and microwave ranges, high performance antennas have been designed to operate from 0.5 to 5 GHz with a VSWR of about 3.5:1 or less. If the length is finite, the impedance still strongly dependent on apex angle as long as the cone is longer than about quarter of wavelength and the apex angle is relatively larger. A problem that is experienced with these antenna designs is the relatively large size required to operate at the low frequencies. In applications where utilization of this antenna. In this work, the analysis and design of these antenna is obtained by employing a rigorous formulation of the electromagnetic scattering problem. As a design tool, we employ Method of Moments for the analysis of rotationally symmetric structures excited by TEM mode. To properly account the variations in driven-point impedance with frequency, the coaxial waveguide used to feed the antenna is also included in the analysis. The excitation is simulated by a distribution of equivalent electric and magnetic currents placed inside the coaxial cable, over a cross-section plane. These currents are defined such that only excite the mode TEM towards the cable-antenna junction. These numerical tool is employed in the shaping the metallic surfaces involved in the discone-type antennas in order to obtain more compact structures. Simple solutions can be easily obtained making the center fed cone and the disc element with radially outer edge portions rolled backwardly and away from each other to form donut-shaped configurations. The ruled edges not only reduce the diameter of the antenna but also permit the current to flow around them smoothly and without reflections that degrade the VSWR at low end of the frequency band.

[pt] O modelamento de superfícies refletoras embarcadas em satélites tem se apresentado como uma alternativa eficiente à síntese de conjuntos de alimentadores. Existem várias técnicas disponíveis para a determinação do formato adequado para esta superfície, baseados em aproximações da ótica geométrica ou da ótica física. Neste trabalho, estudamos a aplicação da técnica das Projeções Sucessivas, um método interativo genérico, à síntese de superfície refletora e à síntese da distribuição de fase sobre a abertura. Este método é baseado nas aproximações da Ótica Física, o que garante uma boa precisão. Entre suas principais vantagens, estão a sua simplicidade e a sua eficiência computacional. / [en] The shaping of reflector surfaces for satellites hás been considered na efficient alternative to the available for the determination of the optimum shape for this surface, base don Geometrical Optics or Physical Optics approximations. This work investigates the application of the Technique of Sucessive Projections, a generic interative method, to the synthesis of a single reflector antenna and to the phase distribution on the aperture. This method is based on Physical Optics Techniques, which guarantees a good precision. Among its main advantages are its simplicity and its computational.

[pt] Neste trabalho, a técnica de interpolação de superfícies definidas numericamente por pseudo-splines é aplicada a antenas refletoras offset e com alto grau de modelagem. É feito um estudo comparativo com técnica de interpolação alternativa levando-se em conta os diversos métodos de análise de antenas refletoras. / [en] In this work, the pseudo-spline technique for numerically defined surfaces is applied to the approximation of single and dual-shaped offset reflector antennas. A comparative study with an usual alternative technique is undertaken, emphasizing the implications observed when different methods are employed for the evaluation of the antenna radiation field.