[pt] A medida do ganho de uma antena é geralmente realizada através do método de comparação de ganhos. Para tal, é necessário que se conheça precisamente o ganho da antena considerada como padrão. Na faixa de microondas esta antena é geralmente uma corneta padrão, para a qual é realizada previamente a calibração de ganho. Deste modo é necessário que se efetue a medida do ganho absoluto da corneta, que usualmente é feito através da determinação das perdas de transmissão versus a distancia de separação entre duas cornetas padrão idênticas. Se as condições de teste são compatíveis com as medidas a serem realizadas e se o sítio de medidas é adequado para que haja uma supressão do efeito de interação entre as antenas, o único problema a ser considerado é então a determinação dos fatores de correção do ganho. Este problema porém é extremamente o objetivo deste trabalho e será abordado para o caso das cornetas cônicas. Empregando a fórmula da transmissão de potência de campo próximo e considerando que o campo na abertura da corneta é o mesmo do modo TE11, modo dominante no guia circular, mas com uma frente de onda esférica, determinou-se os fatores de correção do ganho sendo os mesmos funções das dimensões da corneta e da distancia que as separam. Estes fatores são aqui apresentados. / [en] The gain measurement of an antenna is usually performed by the gain comparison technique. This tecnique requires that an antenna, whose gain is know, be provide. In the microwave band this antenna is usually a standard horn whose gain has been calibrated in a previous measurement. So, the first step is to measure the absolute gain the standard horn, which is often performed by determining the transmission loss versus separation between two identical horns. If the test environment is compatible with the measurements to be madde, and if the test range has sufficient length to adequately supress interation between antennas, one is only left the problem of the determination of the gain corrections factors. This problem is just the objective of the present work, and it will be discussed for the case of conical horns. By using the near field power transmission formula, and by assuming the field in the aperture horn to be the same as the TE11 mode of a circular waveguide but with a spherical phase front, the gain correction factors have been computed as a function of the horn dimension and test range length. The factors were presented under the form of a set of curves.

[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] Esta tese apresenta uma análise de uma estrutura de corneta cônica corrugada com dielétrico anisotrópico, com eixo óptico na direção axial da corneta. Esta configuração de corneta pode ser conseguida utilizando-se a estrutura de uma corneta corrugada com a adição de um cone dielétrico anisotrópico uniaxial. A anisotropia pode ser conseguida artificialmente dopando-se o material dielétrico isotrópico ou utilizando-se uma técnica de perfuração na direção axial do cone. Esta técnica de perfuração é sugerida e apresentada nesta Tese. Partindo-se da geometria definida, foram desenvolvidas as expressões dos campos transversais e o equacionamento para a obtenção das curvas características da estrutura. É apresentado ainda um estudo comparativo dos campos transversais com os casos degenerados já conhecidos de guias cilíndricos, entre eles, guia cilíndrico corrugado oco, guia cilíndrico metálico com bastão dielétrico, guia cilíndrico corrugado com bastão dielétrico isotrópico. As expressões para o cálculo dos campos radiados distantes foram obtidas para o guia cilíndrico corrugado com dielétrico anisotrópico. Em adição, expressões para o cálculo dos campos radiados distantes para a corneta cilíndrica corrugada com dielétrico anisotrópico com pequenos ângulos de abertura (flare angle) utilizando-se a aproximação por capa esférica foram obtidas e apresentadas. Estas expressões foram baseadas na terceira definição de Ludwig. Foram realizadas análises para estruturas já conhecidas geradas a partir da degeneração do caso mais geral apresentado nesta tese com o objetivo de validar a teoria desenvolvida e os resultados provaram a validade do material teórico desenvolvido. Finalmente, foi desenvolvida uma análise paramétrica da estrutura apresentada com o intuito de verificar o comportamento dos campos radiados e da polarização cruzada máxima em função da anisotropia e da frequência de operação. Verificou-se que a largura de feixe de meia potência foi pouco influenciada pela anisotropia do dielétrico e apresentou comportamento esperado em função da frequencia. A variação da máxima polarização cruzada em função da frequência foi estudada. Em determinados valores de permissividade e anisotropia, para a configuração considerada, foi alcançada a condição híbrida balanceada. Nesta condição a estrutura apresentou baixos níveis de máxima polarização cruzada em uma faixa larga de frequência. Comportamento este muito superior ao da corneta corrugada, corneta metálica com dielétrico e corneta corrugada com dielétrico isotrópico. / [en] This thesis presents an analysis of a corrugated conic horn structure with anisotropic dielectric. This dielectric cone is positioned inside the horn and has an optical axis in its longitudinal direction. This horn configuration can be obtained using the structure of corrugated horn and adding an anisotropic dielectric cone. The anisotropy can artificially be obtained by doping the isotropic dielectric or using a perforation technique. This perforation technique is suggested and presented in this Thesis. Expressions for the transverse fields and the propagation constant curves were developed considering this new geometry. It is also presented a comparative study of the degenerated transversal fields with well-known structures. These structures are: hollow cylindrical guide, corrugated cylindrical guide, cylindrical metallic guide with dielectric and corrugated cylindrical guide with dielectric. The expressions to calculate the radiated far fields were obtained for the corrugated cylindrical guide with anisotropic dielectric. In addition, expressions to calculate the radiated far fields for the corrugated cylindrical horn with anisotropic dielectric were developed and presented. These expressions considered horns with small flare angle and used the spherical cap approximation theory. All expressions considered the 3th Ludwig definition for the radiated far field. Far field analyses were conducted for well-known structures. These structures were obtained by degenerating the new configuration presented in this thesis and aimed to validate the theoretical developed theory. The results proved its validity. Finally, a parametric analysis was performed. This analysis considered, for a given structure configuration, the behavior of the radiated far fields and its maximum cross polar levels as a function of the anisotropy and frequency. It was verified that the dielectric anisotropy had very little effect on the half power beam width characteristic. The maximum cross polar level as a function of the frequency was analyzed. For some specific values of permittivity and anisotropy, for the considered configuration, the balanced hybrid condition was reached. In this condition the structure presented very low cross polar values in a large frequency band. This behavior is much more superior to the corrugated horn, dielectric horn and the isotropic dielectric corrugated horn.

[pt] Neste trabalho, o Método dos Elementos Finitos é aplicado na análise eletromagnética e no projeto de cornetas coaxiais, utilizadas como alimentador em diversos tipos de antenas refletoras omnidirecionais. Estes alimentadores são usualmente excitados por conectores comercias, necessitando de uma estrutura de adaptação para conectar-se a corneta. Este adaptador é composto de seções não uniformes de guias de ondas coaxiais, sendo necessária à inclusão de anéis dielétricos para garantir a rigidez mecânica da antena. O correto dimensionamento desses anéis e das descontinuidades de guias de onda coaxiais que compõe a estrutura de alimentação permite estabelecer um compromisso entre minimização das perdas, alargamento da banda passante e rigidez mecânica. Devido a não uniformidade encontrada nestes dispositivos de microondas, métodos numéricos devem ser utilizados na predição do seu comportamento eletromagnético. Neste trabalho, o algoritmo baseado em Método de Elementos Finitos é utilizado para avaliar o desempenho detalhado dos diversos elementos que compõe o adaptador. Além disto, é comparado o desempenho de diversas formas e dimensões que caracterizam a corneta eletromagnética. Para validar os resultados do algoritmo, os resultados obtidos nas diversas etapas são comparados com aqueles obtidos via Método de Casamento de Modos. / [en] In this work, the Method of Finite Element is applied in the electromagnetic analysis and project of coaxial horns employed as feed in omnidirectional reflector antennas. These feeds are usually excited by standard commercial connectors that require an adaptor to connect to the coaxial horn. This adaptor is usually composed of non-uniform sections of coaxial wave guide, where dielectric rings are used to give the mechanical strength to the structure. The adequate dimensioning of these coaxial sections leads to a compromise between the minimization of return loss, the required frequency operation band, and the necessary mechanical rigidity of the structure. Due to the non-uniformities, numerical methods are required to predict the electromagnetic behavior. In this work, an algorithm based on Method of Finite Elements is used to evaluate the performance of the sections that composed the feed chain. The performance of different types of horn sections and dimensions are explored by using the algorithm. To validate the results obtained by using Method of Finite Elements they are compared with those obtained by employing Method of Mode Matching.