Submitted by Lara Oliveira (lara@ufersa.edu.br) on 2017-07-06T20:43:45Z No. of bitstreams: 1 SamantaMH_DISSERT.pdf: 5589913 bytes, checksum: 13f8ab4185b2d9b1c9576d1b7fd6d94b (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Christiane (referencia@ufersa.edu.br) on 2017-07-18T15:04:50Z (GMT) No. of bitstreams: 1 SamantaMH_DISSERT.pdf: 5589913 bytes, checksum: 13f8ab4185b2d9b1c9576d1b7fd6d94b (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Christiane (referencia@ufersa.edu.br) on 2017-07-18T15:05:35Z (GMT) No. of bitstreams: 1 SamantaMH_DISSERT.pdf: 5589913 bytes, checksum: 13f8ab4185b2d9b1c9576d1b7fd6d94b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-18T15:05:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SamantaMH_DISSERT.pdf: 5589913 bytes, checksum: 13f8ab4185b2d9b1c9576d1b7fd6d94b (MD5) Previous issue date: 2016-12-01 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The growing development of telecommunications, especially mobile devices, has intensified related searches the microstrip antennas in recent years since they have unique properties and wide range of applications. The constant demand for lighter and more flexible devices boosted research in wearable technology area where electronics are fully embedded in their fibers. In this context, knitted fabrics have the necessary elasticity to create adaptable and sports parts, enabling high mobility and comfort to its users. The textile antennas are malleable and, therefore, have great utility in applications where rigidity of traditional antennas is considered limiting, as in military use clothing and in the biomedical field. This work aims to study and develop microstrip antennas using knitted fabric based composite fibers, showing the procedures and materials used from the characterization and choice of fabrics to the design, manufacture and testing of the textile antenna. The electrical characterization was carried out using a Vector Network Analyzer (ARV) to obtain the electrical properties (permittivity and tangent losses). Obtaining textile properties (weight, dimensional stability, degree and tensile strength) was made in accordance with the technical standards, using the equipment available at the Department of Textile Engineering at the Federal University of Rio Grande do Norte (UFRN). The antenna has been designed using the transmission line model of Fortran program developed in accordance with the electrical properties of textile substrates. Subsequently the antenna was designed and simulated in HFSS® (High Frequency Structural Simulator), where radiation patterns are obtained, return loss, the Smith chart, current density and gain. The best simulated result was implemented with tissue disposed knitted in a three-layer structure according to the dimensions designed, and then the antenna is tested using a spectrum analyzer, which were collected data that allowed the manufacture of the letter Smith and graph of return loss. The experimental data were compared with the simulated and the results analyzed according to the literature that support this paper / O crescente desenvolvimento das telecomunicações, principalmente a de dispositivos móveis, têm intensificado as pesquisas relacionadas as antenas de microfita nos últimos anos, visto que estas possuem propriedades singulares, bem como vasta gama de aplicações. A constante procura por dispositivos mais leves e flexíveis impulsionou as pesquisas na área de tecnologia vestível, onde componentes eletrônicos são inteiramente embutidos em suas fibras têxteis. Nesse contexto, os tecidos malha possuem a elasticidade necessária para criar peças adaptáveis e esportivas, permitindo alta mobilidade e conforto aos seus usuários. As antenas têxteis são maleáveis e, por essa razão, têm grande utilidade em aplicações onde a rigidez das antenas tradicionais é considerada uma limitação, como em roupas de uso militar e na área biomédica. Este trabalho tem como objetivo estudar e desenvolver antenas de microfita utilizando tecido de malha à base de fibras têxteis compostas, mostrando os procedimentos e materiais utilizados desde a caracterização e escolha dos tecidos até o projeto, confecção e testes da antena têxtil. A caracterização elétrica foi realizada através de um Analisador de Redes Vetorial (ARV) para obtenção das propriedades elétricas (permissividade e tangente de perdas). A obtenção das propriedades têxteis (gramatura, estabilidade dimensional, titulação e resistência a tração) foi feita de acordo com as normas técnicas, utilizando os equipamentos disponíveis no Departamento de Engenharia Têxtil da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN). A antena foi dimensionada através do modelo da linha de transmissão em programa desenvolvido na linguagem Fortran de acordo com as propriedades elétricas dos substratos têxteis. Posteriormente a antena foi desenhada e simulada no HFSS® (High Frequency Structural Simulator), onde serão obtidos os diagramas de radiação, perda de retorno, densidade de corrente e ganho. O melhor resultado simulado foi implementado com o tecido de malha disposto numa estrutura de três camadas de acordo com as dimensões projetadas e, em seguida, a antena foi testada através de um analisador de espectro, onde foram coletados dados que permitiram a confecção da carta de Smith e gráfico da perda de retorno. Os dados experimentais foram comparados com os simulados e, os resultados analisados de acordo com a literatura especializada que embasam este trabalho / 2017-07-06

Submitted by Lara Oliveira (lara@ufersa.edu.br) on 2017-07-10T22:31:35Z No. of bitstreams: 1 AlexandreHSO_DISSERT.pdf: 4241907 bytes, checksum: 7c578927aa89afb44e48b7e51e99d120 (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Christiane (referencia@ufersa.edu.br) on 2017-07-18T15:08:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 AlexandreHSO_DISSERT.pdf: 4241907 bytes, checksum: 7c578927aa89afb44e48b7e51e99d120 (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Christiane (referencia@ufersa.edu.br) on 2017-07-18T15:08:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 AlexandreHSO_DISSERT.pdf: 4241907 bytes, checksum: 7c578927aa89afb44e48b7e51e99d120 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-18T15:09:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AlexandreHSO_DISSERT.pdf: 4241907 bytes, checksum: 7c578927aa89afb44e48b7e51e99d120 (MD5) Previous issue date: 2017-04-07 / Fundação de Apoio à Pesquisa do RN / The knitted fabrics have elastic, easy production and malleability properties, these characteristics be useful in the design of flexible antennas, that can be used in a RFID tag, for example. The mean objective of this work is development of antenna with a Coplanar Waveguide fed (CPW), in a textile knitted substrate, for use in active RFID systems in microwave frequency of 2.45 GHz. From the characterization of the electrical properties by a Vector Networks Analyzer and one with a Dielectric Probe kit, obtained the values of Electrical Permissiveness and Loss Tangent, in sequence was carried out the characterization of the textile properties of Linear Density, Basis weight, Dimensional stability and Tensile Strength, based on the data obtained in characterization process, was chosen two fabrics with properties favorable to the design, modeling and construction of antennas. After the selection of the tissues, simulations were performed on Ansys HFSStm (High Frequency Structural Simulator) to obtain the parameters of Return Loss, Radiation Diagram, Current Density, Impedance, Gain and VSWR, as well as dimensional optimization of the antennas. Two CPW-fed antennas were simulated, one on textile substrate made from Soybean Protein Fibers (SPF) and the other with Polypropylene with corn Polylactic Acid fibers (PP + PLA). Based on the simulations, two antennas with their respective textile substrates were constructed and using a vector network analyzer, the return loss and the impedance shown by the Smith Chart were measured. Both showed a return loss below -10dB for central design frequency and wide bandwidth. The simulated and measured results were compared, analyzing them according to the specialized reading in the area. Showing the feasibility of developing CPW antennas in knitted fabrics for active RFID systems, in addition to the possibility of interoperability in internet of things (IoT) communication systems / Os tecidos de malha apresentam propriedades de elasticidade, facilidade de fabricação e maleabilidade, devido a estas características a utilização desse tipo de tecido traz vantagens na fabricação de antenas para aplicação no desenvolvimento de uma tag RFID. O presente trabalho tem como objetivo desenvolver antenas com guias de ondas coplanares (CPW), em substrato têxtil em estruturas de malha, para utilização em sistemas ativos de Identificação por Rádio Frequência, RFID, para frequência de operação em micro-ondas de 2,45 GHz. Foi realizada a caracterização das propriedades elétricas por meio de um Analisador de Redes Vetoriais e com uma sonda de medição de matérias dielétricos, obtive-se então os valores de Permissividade elétrica e Tangentes de perdas, em sequência foi realizada a caracterização das propriedades têxteis de Título, Gramatura, Estabilidade Dimensional e Resistência a tração, com base nos dados obtidos no processo de caracterização se elegeu dois tecidos com propriedades favoráveis ao projeto, modelagem e construção das antenas têxteis. Após a seleção dos tecidos foram feitas simulações no Ansys HFSS® (High Frequency Strucutural Simulator) para obtenção dos parâmetros de Perda de retorno, Diagrama de radiação, Densidade de corrente, Impedância, Ganho e VSWR, além da otimização dimensional das antenas. Foram simuladas duas antenas CPW, uma em substrato têxtil feito de fibras de Proteína de Soja (SPF) e outra com fibras de Polipropileno com Ácido Polilático de Milho (PP+PLA). Com base nas simulações foram construídas duas antenas com os respectivos substratos têxteis e utilizando um analisador de redes vetoriais foram medidos a perda de retorno e a impedância, mostrada por meio da Carta de Smith. Ambas apresentaram uma perda de retorno abaixo de -10 dB para frequência central de projeto e uma alta largura de banda. Foi realizada a comparação dos resultados simulados e os efetivamente medidos, analisando-os de acordo com a literatura especializada na área. Mostrando a viabilidade do desenvolvimento de antenas CPW em tecidos de malha para sistemas RFID ativos, além da possibilidade da interoperabilidade em sistemas de comunicação por Internet das coisas, Internet of Things, IoT / 2017-07-10