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Projeto e construção de um monopolo para aplicações de banda ultralarga (UWB) com elementos fractaisSANTOS, Nelson Mateus Ferreira 08 May 2015 (has links)
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Previous issue date: 2015-05-08 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Este trabalho descreve o projeto e análise de uma antena do tipo monopolo impresso.
A forma geométrica inicial na antena do monopolo impresso é de um hexágono regular, de
segmentos com 9 mm de comprimento. A proposta inicial é de uma antena para atender a
faixa UWB (3,1 a 10,6 GHz). Para alcançar uma largura de banda que satisfaça o problema
proposto, foi implantado curvas fractais (curva de Peano e a curva de Koch) na composição
da geometria do monopolo e do plano terra, respectivamente, onde a introdução dessas curvas
geram ressonâncias adicionais, assim otimizando a largura de banda e atendendo as
especificações de sistemas UWB. Para realizar as analises foi utilizado o software CST
MICROWAVE STUDIO®, este que é baseado no método de integração finita no domínio do
tempo, que nos dispõe do ambiente computacional para simular as propriedades da antena e o
comportamento eletromagnético da mesma como resultados dessas simulações, que nos
apresentou uma nova faixa de frequência indo de 2,74 a 11,5 GHz, satisfazendo a faixa dos
sistemas UWB. Como ultimo passo, foi confeccionado um protótipo e realizadas as medições
com o equipamento adequado para a comparação dos resultados medidos com os simulados,
abrangendo uma faixa de frequência de 3,2 a 13,5 GHz, onde essa faixa de resultados mostra
uma concordância com os simulados, validando o modelo proposto. / This work describes the design and analysis of antenna monopole printed type. The
initial geometry in the printed monopole antenna is of a regular hexagon, with 9 mm segments
in length. The initial proposal is an antenna to serve the UWB range (3.1 to 10.6 GHz). To
achieve a bandwidth satisfying the proposed problem, fractal curves (Peano curve and the
Koch curve) were implemented in the geometry composition of the monopole and the ground
plane, respectively, the introduction of these curves generate additional resonances,
optimizing bandwidth and serving the specifications of UWB systems. To perform the
analyzes, CST Microwave Studio ® software was used, which is based on finite integration
method in the time domain, having the computing environment to simulate the antenna
properties and the electromagnetic behavior of the same as the results of these simulations, a
new frequency range going from 2.74 to 11.5 GHz is presented, satisfying the range of UWB
systems. As a last stage, a prototype was made and the measurements with the proper
equipment to compare the measured results with the simulated were realized, covering a
frequency range from 3.2 to 13.5 GHz, where the range of results shows concordance with the
simulated, validating the model.
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Antenas compactas de microondas de banda larga e banda ultra-larga (UWB)MÉLO, Dilermando Ramalho de 16 December 2011 (has links)
Submitted by Samira Prince (prince@ufpa.br) on 2012-09-25T15:13:45Z
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Previous issue date: 2011 / FAPEAM - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas / Nos últimos anos, com o surgimento de novos serviços e equipamentos para o sistema de comunicação móvel com maiores larguras de banda de operação e ocupando espaços cada vez menores, o desenvolvimento de novas antenas de bandas largas e com dimensões pequenas se tornou um dos principais desafios das pesquisas na área de antenas. Neste trabalho, duas estruturas de antenas de bandas largas e dimensões reduzidas foram analisadas e otimizadas. Na primeira parte, a antena filamentar monopolo dobrado (Wire Built-in Folded Monopole Antenna, W-BFMA) foi investigada e teve sua largura de banda otimizada, conectada a linha de alimentação em diferentes impedâncias. Para modelar a estrutura da antena W-BFMA foi usado o método numérico dos momentos (Method of Moments - MoM), e para sua otimização os métodos: paramétrico, hill climbing e algoritmo genético (AG). Programas computacionais
baseados na linguagem Matlab foram desenvolvidos para modelagem, otimização e cálculos das principais curvas características da antena W-BFMA. Na segunda parte, duas diferentes configurações de antenas monopolos planos usando a tecnologia de banda ultra-larga (Ultra- Wideband Antenna, UWB) foram investigadas e otimizadas com a ajuda do programa comercial Computer Simulation Technology (CST) Microwave Studio. Ambas as antenas UWB foram alimentadas por uma linha de microfita (microstrip line) na impedância de 50Ω. A antena UWB que apresentou melhor resultado teve o seu protótipo construído, as principais curvas características, tais como: perda de retorno, ganho, distribuição de corrente e diagrama de radiação foram analisadas. Os resultados simulados foram comparados com resultados obtidos experimentalmente. / In the last years, with the sprouting of new services and devices for the system of mobile communication that have large bandwidths of operation band frequency and occupying small volumes, the development of new antennas of broad bands and with reduced dimensions if became one of the main challenges of the research in the field of antennas. In the present work, two structures of large bandwidth antennas and dimensions reduced had been analyzed and optimized. In the first part, the wire built-in folded monopole antenna (W-BFMA) was
investigated and optimized in different feeding impedances. For modeling of antenna
structure W-BFMA the numerical method of moments (MoM) was used, and for its
optimization the methods: parametric, hill climbing and genetic algorithm (GA) were used.
Computational programs based in the Matlab language had been developed for modeling,
optimizing, and generation of the main characteristic curves of the antenna. In the second part, two different configurations of planar monopole antennas using the technology ultrawideband (UWB) had been investigated and optimized with the aid of commercial program CST - Microwave Studio. Both UWB antennas had been fed by a line of microstrip in the impedance of 50Ω. The UWB antenna with the small return loss was constructed and measured experimentally. The main characteristic curves of the antenna as return losses, gain and radiation patterns had been analyzed. The simulated results had been compared with the measured results.
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