Este trabalho apresenta uma técnica para realização do apontamento do feixe de uma rede de antenas utilizando pulsos aplicados ao caminho de RF dos elementos da rede. A proposta de trabalho está em desenvolver aplicações para redes de antenas do tipo phased array. A inserção dos sinais pulsados no caminho de RF é realizada por um circuito de chaveamento com diodos pin, integrado ao circuito de alimentação. Utiliza-se o conceito de uma estrutura convencional com amostragem do sinal recebido pela rede de antenas para a realização do beamforming em micro-ondas, denominada estrutura MSBF. Para demonstração da técnica proposta foram projetados a rede de antenas, o circuito de alimentação e o gerador de sinais de controle, utilizando-se a tecnologia de microfita nos dois primeiros blocos. Com o auxílio do Ansoft Designer e do HFSS, realizaram-se análises dos circuitos projetados em microfita. Foram construídos protótipos da rede de antenas e do circuito de alimentação e os resultados experimentais foram comparados com as análises realizadas. Para os testes integrados foi projetado e construído um equipamento para gerar os pulsos de controle dos elementos da rede, definidos em módulos com saídas independentes. Este equipamento permite programar parâmetros dos pulsos aplicados, responsáveis pelo apontamento da rede. Por fim, com os protótipos integrados, os diagramas de irradiação da rede de antenas foram medidos em Câmara Anecóica. Os resultados obtidos comprovam experimentalmente a técnica proposta neste trabalho.

este trabalho são analisadas antenas de microfita retangulares, alimentadas por prova de corrente e moldadas sobre superfícies cilíndricas, utilizando-se o modelo da cavidade ressonante e a técnica da transformada dupla de Fourier. Inicialmente, expressões gerais para os campos irradiados por uma abertura eletromagnética em um cilindro perfeitamente condutor e de comprimento infinito são estabelecidas no domínio de Fourier. Formas assintóticas para os campos distantes são também determinadas empregando-se o método da fase estacionária. Os campos eletromagnéticos irradiados por uma antena de microfita retangular conformada sobre uma superfície cilíndrica são determinados usando-se um modelo equivalente constituído por uma rede de quatro fendas retangulares localizadas ao longo de sua circunferência. Diagramas de irradiação para os dois modos dominantes TM10 e TM01 são traçados e discutidos. Utilizando-se a formulação desenvolvida são determinadas expressões para o cálculo da impedância de entrada e da razão axial da onda irradiada pela antena. Equações para a síntese de antenas circularmente polarizadas são também estabelecidas. Um exemplo de aplicação é apresentado para o caso de uma antena operando em 2,25 GHz, que se encontra dentro da faixa alocada para telemetria de veículos espaciais. Em seguida apresenta-se a análise de redes de antenas moldadas em superfícies cilíndricas. O efeito do acoplamento entre duas antenas linearmente polarizadas é estudado através do cálculo da impedância mútua entre dois desses elementos. As expressões para os campos irradiados por redes de antenas conformadas são estabelecidas e diagramas de irradiação são traçados para várias configurações de redes circularmente polarizadas. Experimentos realizados na freqüência de 2,25 GHz são discutidos e seus resultados comparados com a teoria. São apresentadas medidas de impedância de entrada e de diagramas de irradiação para o caso de uma antena retangular circularmente polarizada moldada sobre uma superfície cilíndrica, verificando-se boa concordância entre resultados teóricos e experimentais. O projeto e a medida da impedância de entrada de duas redes circularmente polarizadas conformadas sobre uma superfície cilíndrica são descritos. Fotografias dos protótipos construídos são apresentadas ao longo do trabalho.

Antenas e redes de antenas de microfita híbridas planas e cilíndricas, com patches retangulares e operando no modo TM11, são os tópicos deste trabalho. Alimentadas por pontas de prova coaxiais, diferentemente das convencionais, esses irradiadores podem exibir baixos níveis de polarização cruzada em seus planos H. Partindo da topologia híbrida convencional, antenas embutidas (flush-mounted microstrip antennas) são analisadas, projetadas, implementadas e ensaiadas na faixa do ISM da banda S. Modelos analíticos, como o da cavidade ressonante e o da corrente elétrica superficial, são utilizados na análise e no pré-projeto desses irradiadores. Procedimentos originais são estabelecidos para o cálculo das funções de Green de correntes verticais, enquanto que um novo modelo é proposto para caracterizar a ponta de prova coaxial de alimentação. Como resultado, a assimetria do diagrama de irradiação no plano E, ocasionada pela ponta de prova coaxial de alimentação, pôde ser descrita adequadamente. Estes modelos também são utilizados na análise e pré-projeto de redes lineares e circunferenciais de antenas híbridas. Com as dimensões de pré-projeto determinadas a partir dos modelos analíticos, otimizações foram conduzidas no HFSS de modo a estabelecer as dimensões de construção dos protótipos. Quatro antenas embutidas são confeccionadas em tecnologia SIW: um elemento plano, uma rede colinear de quatro antenas e dois elementos cilíndricos. Os bons resultados experimentais obtidos atestam os procedimentos estabelecidos para os projetos dos irradiadores e os processos de construção dos protótipos.

This thesis picks up from the full-wave spectral-domain formalism developed at ITA's Antenna and Propagation Laboratory (LAP) for the analysis of electromagnetic radiation, scattering and propagation in structures composed of multiple layers made up of complex media. Besides the analysis and design of planar, cylindrical and spherical microstrip antennas, the methodology has also been successfully extended to remote sensing applications. Either way, a representative model needs to account for the geometric and electromagnetic characteristics of the particular structure, and for the electromagnetic excitation mechanism. Nonetheless, the focus so far had been on applications whose sources were distributed along the layer interfaces. So the goal in Chapters 2 and 3 is to extend the model coverage to vertical electric and magnetic sources embedded in planar structures made up of isotropic dielectric layers. Their spectral Green's functions are calculated using the auxiliary vector potential approach. In addition, horizontal electrical and magnetic sources are analyzed using LAP's technique, thus providing a consistent formalism to handle any combination. The limit case of infinitesimal current elements is derived, as well as that of a dipole holding a sinusoidal current distribution. Careful analysis of the boundary conditions affecting the tangential field components produces two uncoupled systems, one on the spectral electric field amplitudes, and another on the magnetic field, cutting down the mathematical workload and processing time. Hybrid microstrip antennas provide interesting means to overcome conventional antenna drawbacks, such as the significant H-plane cross-polarization level. Probe-fed hybrid microstrip antennas are analyzed in Chapter 4 via the resonant cavity and surface electric current models. The primary goal of systematically determining adequate design criteria is achieved and proved by predesigning an antenna for operation in 2.45 GHz. The design criteria are also validated by excellent experimental results for an antenna prototype that was manufactured and tested. As a side benefit, the use of analytical models permits the analysis of effects such as a radiation pattern asymmetry in the E plane, and a systematic study of its cross-polarization. Stratified layered structures containing scattering elements are used for modeling distributed natural targets. Their electromagnetic properties can be synthesized by the scattering matrix, which describes the dependence on signal polarization. From the scattering matrix, mathematical models for natural targets and other polarimetric target descriptors can be derived. Chiral effects and the stratified layer representation for certain natural targets are accounted for in the analysis presented in Chapter 5.From the target modeling, the scattering matrix elements are determined for planar, thin electric and magnetic dipoles embedded in a three-layer planar structure consisting of a chiral layer between free space and an isotropic ground. In addition, the full-wave equivalent circuit technique was efficiently utilized in the determination of the Green's functions of stratified structures.

Submitted by Nathalya Silva (nathyjf033@gmail.com) on 2017-06-28T18:58:53Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AntenaGrafenoComposta.pdf: 4555414 bytes, checksum: 147ba9fe429be0b537311893a53e2bb9 (MD5) / Approved for entry into archive by Irvana Coutinho (irvana@ufpa.br) on 2017-08-17T12:53:04Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AntenaGrafenoComposta.pdf: 4555414 bytes, checksum: 147ba9fe429be0b537311893a53e2bb9 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-17T12:53:04Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AntenaGrafenoComposta.pdf: 4555414 bytes, checksum: 147ba9fe429be0b537311893a53e2bb9 (MD5) Previous issue date: 2017-02-17 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Neste trabalho é apresentada uma antena de grafeno composta por um dipolo planar e uma espira circular para aumento da largura de banda na faixa do terahertz. O dipolo é alimentado por uma fonte de tensão no seu gap e a espira circular é uma antena parasita sem alimentação via conexão física com o dipolo. É utilizado o método dos momentos bidimensional (MoM-2D) com impedância superficial para análise numérica dessa antena composta. São investigadas a influência da geometria e do potencial químico da antena parasita sobre a impedância de entrada e a largura de banda, com o objetivo de se obter operação em banda larga. / This work presents a graphene antenna composed by a planar dipole and a circular loop for increasing bandwidth in the terahertz range. The dipole is fed by a voltage source in its gap and the circular loop is a parasitic antenna without physical connection with dipole. The two-dimensional method of moments (MoM-2D) with surface impedance is used for numerical analysis of this antenna compound antenna. It is investigated the influence of geometry and the chemical potential of loop element on the input impedance and bandwidth of the dipole element, with objective to obtain broadband operation.

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 2017-07-04T19:21:04Z No. of bitstreams: 1 JoséAPM_DISSERT.pdf: 11175477 bytes, checksum: 06a97520ecfb91560a5b33b0a7a17ca7 (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Christiane (referencia@ufersa.edu.br) on 2017-07-18T15:03:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 JoséAPM_DISSERT.pdf: 11175477 bytes, checksum: 06a97520ecfb91560a5b33b0a7a17ca7 (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Christiane (referencia@ufersa.edu.br) on 2017-07-18T15:06:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 JoséAPM_DISSERT.pdf: 11175477 bytes, checksum: 06a97520ecfb91560a5b33b0a7a17ca7 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-18T15:07:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JoséAPM_DISSERT.pdf: 11175477 bytes, checksum: 06a97520ecfb91560a5b33b0a7a17ca7 (MD5) Previous issue date: 2016-12-01 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The complexity of communication systems drives researches into new types of cheaper and more efficient antennas. Microstrip antennas are planar structures that can be used in various types of applications due to their peculiar characteristics. There are several techniques in the literature to improve the performance of these antennas, among them the use of metasurfaces. The working principle of these structures is similar to a metamaterial, based on constitutive properties, permissiveness and permeability, which are not found in materials in nature, resulting in a negative refractive index. The present work has the objective of analyzing the application of metasurfaces in planar antennas in the range of microwaves, in the frequencies of 1 to 10 GHz that comprise the bands L, S, C and part of band X, through the application of rectangular and circular SRR structures in the patch and ground plane of the antennas. The structures were divided into sizes λ/10, λ/15 and λ/20. The antennas were first analyzed by means of simulation with the commercial software HFSS®, with the simulated results were selected four antennas for manufacturing, of which the measured results of the parameters were obtained in a vector network analyzer, namely: loss of return, Gain and impedance matching. The results of the antennas manufactured were in agreement with the simulations / A complexidade dos sistemas de comunicação impulsionam as pesquisas por novos tipos de antenas mais baratas e eficientes. Antenas de microfita são estruturas planares que podem ser utilizadas em vários tipos de aplicações devido as suas características peculiares. Existem na literatura várias técnicas para melhorar o rendimento dessas antenas, dentre elas se destaca o uso das Metassuperfícies. O princípio de funcionamento dessas estruturas é similar ao de um metamaterial, baseiam-se nas propriedades constitutivas, permissividade e permeabilidade, que não são encontrados em materiais na natureza, resultando em um índice de refração negativo. O presente trabalho tem por objetivo analisar a aplicação de estruturas Metassuperfície em antenas planares na faixa de micro-ondas, nas frequências de 1 a 10 GHz que compreendem as bandas L, S, C e parte da banda X, mediante a aplicação das estruturas SRR do tipo retangular e circular no patch e no plano de terra das antenas, as estruturas foram divididas nos tamanhos λ/10, λ/15 e λ/20. As antenas foram primeiramente analisadas por meio de simulação com o software comercial HFSS®, com os resultados simulados foram selecionadas quatro antenas para fabricação, das quais os resultados medidos dos parâmetros foram obtidos em um analisador de redes vetoriais, a saber: perda de retorno, ganho e casamento de impedância. Os resultados das antenas fabricadas apresentaram concordância com as simulações / 2017-07-04

Submitted by Lara Oliveira (lara@ufersa.edu.br) on 2018-06-11T17:51:51Z No. of bitstreams: 1 AlexandreMA_DISSERT.pdf: 21200920 bytes, checksum: 988dc3f3c5290a8f67225c05b46914a0 (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Christiane (referencia@ufersa.edu.br) on 2018-06-18T16:52:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 AlexandreMA_DISSERT.pdf: 21200920 bytes, checksum: 988dc3f3c5290a8f67225c05b46914a0 (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Christiane (referencia@ufersa.edu.br) on 2018-06-18T16:53:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 AlexandreMA_DISSERT.pdf: 21200920 bytes, checksum: 988dc3f3c5290a8f67225c05b46914a0 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-18T16:53:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AlexandreMA_DISSERT.pdf: 21200920 bytes, checksum: 988dc3f3c5290a8f67225c05b46914a0 (MD5) Previous issue date: 2018-02-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Demand in wireless networks has increased considerably in recent years. Consequently, the study of system components has also increased. Within this context, antennas are fundamental elements in the physical layer in radiofrequency communications, and their study has become a research area with great advances. The need in certain systems for smaller antennas and more adaptability in the space makes the microstrip antennas in potential substitutes of the traditional antennas. This work aims to find prototypes of microfite antennas that have physical and electrical characteristics, such as gain and polarization, superior to the commercial antennas of a FPV communication system (First Person View) operating at 5.8 GHz. The methodology used in this research consists of a theoretical survey about circular polarization antennas, design, simulate and construct these antennas using different substrates in order to verify their performance and to ship them in an FPV system. The results obtained through the simulation are compared with the experimental results in order to attest to the model in question based on the literature used in this work. Preliminarily, the simulated and measured results show that the Triangular Patch Antennas have all the desirable characteristics for operation in the FPV system, being possible to board them for the obtaining of images and analysis of the performance of the system / A demanda em redes de comunicação sem fio tem aumentado consideravelmente nos últimos anos. Consequentemente, o estudo dos componentes dos sistemas também aumentou. Dentro desse contexto, as antenas são elementos fundamentais na camada física em comunicações via radiofrequência, e o seu estudo tornou-se uma área de pesquisa com grandes avanços. A necessidade em determinados sistemas por antenas de menor porte e mais adaptabilidade no espaço tornam as antenas de microfita em potenciais substitutos das antenas tradicionais. Diante disso, esse trabalho objetiva encontrar protótipos de antenas de microfita que possuam características físicas e elétricas, como ganho e polarização, superiores às antenas comerciais de um sistema de comunicação em FPV (First Person View), operando em 5.8 GHz. A metodologia utilizada nessa pesquisa consiste em um levantamento teórico acerca das antenas de polarização circular, projetar, simular e construir estas antenas utilizando diferentes substratos a fim de verificar seu desempenho e embarcá-las em um sistema FPV. Os resultados obtidos através da simulação são comparados com os resultados experimentais a fim de atestar o modelo em questão com base na literatura empregada neste trabalho. Preliminarmente, os resultados simulados e medidos mostram que as Antenas Patch Triangular possuem todas as características desejáveis para operação no sistema FPV, sendo possível embarcá-las para a obtenção de imagens e análise de desempenho do sistema com as mesmas / 2018-06-11

Submitted by Vanessa Christiane (referencia@ufersa.edu.br) on 2018-05-02T18:24:47Z No. of bitstreams: 1 KaíckVOC_DISSERT.pdf: 2201549 bytes, checksum: 0aa156688ef6e55d0663212f326229e2 (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Christiane (referencia@ufersa.edu.br) on 2018-06-18T16:54:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 KaíckVOC_DISSERT.pdf: 2201549 bytes, checksum: 0aa156688ef6e55d0663212f326229e2 (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Christiane (referencia@ufersa.edu.br) on 2018-06-18T16:54:44Z (GMT) No. of bitstreams: 1 KaíckVOC_DISSERT.pdf: 2201549 bytes, checksum: 0aa156688ef6e55d0663212f326229e2 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-18T16:55:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 KaíckVOC_DISSERT.pdf: 2201549 bytes, checksum: 0aa156688ef6e55d0663212f326229e2 (MD5) Previous issue date: 2018-02-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Microstrip antennas have a potential that was only initially studied in 1953, to receive more attention only in the 1970s. Since then, several techniques, methods of analysis, algorithms, and materials have been developed to study, understand and produce these antennas. Advantages such as low cost, small dimensions, low weight and volume, aerodynamically advantageous format, possibility to have flat or curved format made this antenna one of the most interesting for the military area, and now for commercial and industrial area. This work has as objective at the development of substrates for microfite antennas using Ni-Zn-type Ferrites using the Sol-Gel technique, a physicochemical process that allows the obtaining of nanometric particles, in view of the ease of execution of this technique. The experiments consisted in the production of three types of ferrites, NiFe2O4, ZnFe2O4 and Ni0,5Zn0,5Fe2O4 in which these pellets were used as substrates of the microfite antennas. Then, simulations were carried out using commercial HFSS software to verify the influence of the magnetic properties of the material on antenna parameters such as return loss, bandwidth, and Smith's chart. The simulated results were divided into groups called dielectric and standard, in which these groups differed in the presence or absence of the magnetic characteristics of the material. All the results were compared with the values measured and analyzed by verifying some effects such as the reduction of the resonance frequency of the antennas / As antenas de microfita têm um potencial que só foi inicialmente estudado em 1953, para receber mais atenção somente na década de 1970. Desde então foram desenvolvidas diversas técnicas, métodos de análises, algoritmos, e materiais com o intuito de estudar, compreender e produzir estas antenas. Vantagens como custo baixo, pequenas dimensões, baixo peso e volume, formato aerodinamicamente vantajoso, possibilidade de ter formato plano ou curvo fizeram desta antena uma das mais interessantes para a área militar, e agora para a área comercial e industrial. Este trabalho visou o desenvolvimento de substratos para as antenas de microfita utilizando Ferritas do tipo Ni-Zn através da técnica de Sol-Gel, um processo físico-químico que permite a obtenção de partículas nanométricas, tendo em vista a facilidade de execução dessa técnica. Os experimentos consistiram na produção de três tipos de pastilhas de Ferritas, NiFe2O4, ZnFe2O4 e Ni0,5Zn0,5Fe2O4 em que essas pastilhas foram utilizadas como substratos das antenas de microfita. Em seguida, foi realizado simulações, por meio do software comercial HFSS®, com o objetivo de verificar a influência das propriedades magnéticas do material em parâmetros das antenas como perda de retorno, largura de banda, carta de Smith. Os resultados simulados foram divididos em grupos chamados de dielétrico e padrão, no qual esses grupos se diferenciavam no tocante a presença ou não das características magnéticas do material. Todos os resultados foram comparados com os valores medidos e analisados verificando alguns efeitos como a redução da frequência de ressonância das antenas / 2018-05-02

Submitted by Automação e Estatística (sst@bczm.ufrn.br) on 2018-07-26T17:05:20Z No. of bitstreams: 1 FranciscoDasChagasBarbosaDeSena_TESE.pdf: 5493232 bytes, checksum: 378d23f978bc334f78243d8199a72e4d (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2018-07-26T19:31:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 FranciscoDasChagasBarbosaDeSena_TESE.pdf: 5493232 bytes, checksum: 378d23f978bc334f78243d8199a72e4d (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-26T19:31:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FranciscoDasChagasBarbosaDeSena_TESE.pdf: 5493232 bytes, checksum: 378d23f978bc334f78243d8199a72e4d (MD5) Previous issue date: 2018-04-13 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / As antenas de microfita têm atraído a atenção de pesquisadores no mundo inteiro por possuírem características interessantes a diversas aplicações. Contudo, desvantagens como baixo ganho, estreita largura de banda e baixa eficiência de radiação podem limitar o seu uso em um determinado sistema. Além disso, esse tipo de antena pode excitar modos de ordem superior em adição ao fundamental. Essa característica é particularmente importante para sistemas que possuem múltiplas frequências de operação, nos demais casos, faz-se necessário o uso de filtros para eliminar os modos indesejados. Alternativamente, pode-se adicionar arranjos de defeitos ao plano de terra ou ao substrato da antena para cumprir esse mesmo objetivo, sendo tais estruturas denominadas de Defected Ground Structure (DGS) e Photonic Band Gap (PBG), respectivamente. Entretanto, o desenvolvimento de projetos eficientes envolvendo esses tipos de estruturas apresenta grande dependência da correta especificação dos parâmetros físicos do arranjo utilizado. Nesse contexto, objetivando eliminar e/ou atenuar os modos de ordem superior, sem afetar significativamente o desempenho da antena em operação para o modo fundamental, o presente trabalho estudou a aplicação de um Algoritmo Genético (AG) no desenvolvimento de novos modelos de estruturas DGS e PBG. Os modelos propostos são constituídos de furos circulares, preenchidos com ar, nos padrões hexagonal e retangular, para a configuração periódica, e com padrão micro estruturado, para a configuração quase periódica. O AG proposto foi responsável por especificar os seguintes parâmetros dos arranjos analisados: diâmetro dos furos, distância de separação entre os mesmo e o posicionamento do arranjo ao longo do comprimento da antena. Todas as antenas analisadas foram construídas manualmente, através do uso de uma fresadora e/ou corrosão por percloreto de ferro. Com base nos resultados simulados e medidos, verificou-se que o AG proposto foi capaz de otimizar as estruturas estudadas de maneira a preservar o modo fundamental, ao passo que os de ordem superior foram eliminados e/ou consideravelmente atenuados. Verificou-se que para o mesmo tipo de arranjo, as antenas com DGS apresentaram melhor desempenho em relação às com PBG, considerando o coeficiente de reflexão do modo fundamental. Além disso, as estruturas otimizadas não provocaram variações significativas no valor do ganho total ou na forma do diagrama de radiação e, no caso dos DGS, exibiram características importantes para miniaturização das antenas. Os resultados obtidos são particularmente importantes, partindo do pressuposto de que as estruturas otimizadas podem ser utilizadas para eliminar modos indesejados em aplicações com antenas de microfita passivas ou ativas, que operam também como ressoadores. / Microstrip antennas have attracted the attention of researchers worldwide because of their interesting features for various applications. However, disadvantages such as low gain, narrow bandwidth and low radiation efficiency can limit its use in a given system. Besides, this type of antenna can excite higher order modes in addition to the fundamental. This feature is particularly important for systems with multiple operating frequencies, in other cases, it is necessary to use filters to eliminate the unwanted modes. Alternatively, arrangement of defects can be added to the antenna‟s ground plane or substrate to achieve the same aim, such structures are called Defected Ground Structure (DGS) and Photonic Band Gap (PBG), respectively. However, the development of really efficient projects involving these types of structures presents great dependence on the correct specification of the physical parameters of the used arrangement. In this context, aiming at eliminating and/or attenuating higher order modes, without significantly affecting the performance of the antenna to the fundamental mode, the present work studied the application of a Genetic Algorithm (GA) in the development of new models of DGS and PBG structures. The proposed models consist of circular holes, filled with air, in the hexagonal and rectangular patterns, for the periodic configuration, and with micro structured pattern, for the quasi periodic configuration. The proposed AG was responsible for specifying the following parameters of the analysed arrangements: diameters of the holes, distance among them and the location of the arrangement along the length of the antenna. All the analysed antennas were constructed manually, by using a milling machine and/or corrosion by iron perchloride. Based on the simulated and measured results, was verified that the proposed GA was able to optimize the studied structures in order to preserve the fundamental mode, while the higher ones were eliminated and/or considerably attenuated. It was verified that for the same type of arrangement, the antennas with DGS presented better performance in relation to those with PBG, considering the reflection coefficient of the fundamental mode. In addition, the optimized structures did not cause significant changes in the total gain value or in the shape of the radiation pattern and, in the case of the DGS, exhibited important characteristics for miniaturization of the antennas. The obtained results are particularly important, assuming that the optimized structures can be used to eliminate unwanted modes in applications with passive or active microstrip antennas, which also operates as resonators.