Made available in DSpace on 2014-12-17T14:55:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MarinaldoPSN_DISSERT.pdf: 999347 bytes, checksum: 61ef641028185e656504321954690c18 (MD5) Previous issue date: 2011-11-25 / Universidade Federal do Rio Grande do Norte / This work presents a theoretical and numerical analysis for the radiation characteristics of rectangular microstrip antenna using metamaterial substrate. The full wave analysis is performed in the Fourier transform domain through the application of the Transverse Transmission Line - TTL method. A study on metamaterial theory was conducted to obtain the constructive parameters, which were characterized through permittivity and permeability tensors to arrive at a set of electromagnetic equations. The general equations for the electromagnetic fields of the antenna are developed using the Transverse Transmission Line - TTL method. Imposing the boundary conditions, the dyadic Green s function components are obtained relating the surface current density components at the plane of the patch to the electric field tangential components. Then, Galerkin s method is used to obtain a system of matrix equations, whose solution gives the antenna resonant frequency. From this modeling, it is possible to obtain numerical results for the resonant frequency and return loss for different configurations and substrates / Esta disserta??o de Mestrado apresenta uma an?lise te?rica e num?ricocomputacional, das caracter?sticas ressonantes de uma antena de microfita com patch retangular utilizando substrato metamaterial. A an?lise utiliza o formalismo de onda completa atrav?s da aplica??o do m?todo da Linha de Transmiss?o Transversa - LTT, no dom?nio da transformada de Fourier. ? realizado um estudo acerca da teoria dos metamateriais com o intuito de obter seus par?metros construtivos, os mesmos s?o caracterizados atrav?s de tensores permissividade e permeabilidade. As equa??es gerais para os campos eletromagn?ticos da antena s?o desenvolvidas aplicando o m?todo da Linha de Transmiss?o Transversa - LTT. A imposi??o das condi??es de contorno adequada ? estrutura permite determinar as fun??es di?dicas de Green, relacionando as componentes da densidade de corrente no patch com as componentes tangenciais do campo el?trico. O m?todo de Galerkin ? ent?o usado para obter a equa??o matricial, cuja solu??o n?o trivial fornece a freq??ncia de resson?ncia da antena. A partir da modelagem ? poss?vel obter resultados para a freq??ncia de resson?ncia em diferentes configura??es de antenas e substratos, al?m da perda de retorno

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:55:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RobertoRCF.pdf: 849885 bytes, checksum: 4d53af5d41e5eb5a8eb261ca52870951 (MD5) Previous issue date: 2009-03-10 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / This work presents a theoretical and numerical analysis of parameters of a rectangular microstrip antenna with bianisotropic substrate, and including simultaneously the superconducting patch. The full-wave Transverse Transmission Line - TTL method, is used to characterize these antennas. The bianisotropic substrate is characterized by the permittivity and permeability tensors, and the TTL gives the general equations of the electromagnetic fields of the antennas. The BCS theory and the two fluids model are applied to superconductors in these antennas with bianisotropic for first time. The inclusion of superconducting patch is made using the complex resistive boundary condition. The resonance complex frequency is then obtained. Are simulated some parameters of antennas in order to reduce the physical size, and increase the its bandwidth. The numerical results are presented through of graphs. The theoretical and computational analysis these works are precise and concise. Conclusions and suggestions for future works are presented / Este trabalho apresenta a an?lise te?rica e num?rica dos par?metros de uma antena de micro?ta do tipo retangular sobre substrato bianisotr?pico e tamb?m incluindo simul-taneamente supercondutor na antena. ? aplicada a teoria de onda completa do m?todo da Linha de Transmiss?o Transversa - LTT, para a caracteriza??o das grandezas do substrato e obten??o das equa??es gerais dos campos eletromagn?ticos. ? realizado um estudo atrav?s da teoria bianisotr?pica com o intuito de obter alguns par?metros. Os mesmos s?o caracterizados atrav?s de tensores permissividade e permeabilidade, chegando-se ?s equa??es gerais para os campos eletromagn?ticos da antena. ? apresentado um estudo das principais teorias que explicam o fen?meno da super-condutividade. As teorias BCS, Equa??es de London e modelo dos Dois Fluidos s?o usadas no estudo nas antenas de microfita com estrutura bianisotr?pica pela primeira vez. A inclus?o do patch supercondutor ? feita utilizando-se a condi??o de contorno com-plexa resistiva. Em seguida ? obtida a freq??ncia de resson?ncia complexa. S?o simu-lados v?rios par?metros de antenas com o intuito de diminuir as dimens?es f?sicas e aumentar a largura de banda das mesmas. Os resultados s?o apresentados atrav?s de gr?ficos. A an?lise te?rico-computacional desse trabalho se mostra precisa e relati-vamente concisa. S?o apresentadas as conclus?es e sugest?es para trabalhos futuros

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:55:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MarinaldoPSN_TESE.pdf: 2731148 bytes, checksum: 7c2caa3355d4d42f0702baf0d147bf97 (MD5) Previous issue date: 2014-04-25 / Universidade Federal do Rio Grande do Norte / Metamaterials have attracted a great attention in recent years mostly due to their electromagnetic properties not found in nature. Since metamaterials began to be synthesized by the insertion of artificially manufactured inclusions in a medium specified host , it provides the researcher a broad collection of independent parameters such as the electromagnetic properties of the material host. In this work was presents an investigation of the unique properties of Split Ring Resonators and compounds metamaterials was performed. We presents a theoretical and numerical analysis , using the full-wave formalism by applying the Transverse Transmission Line - LTT method for the radiation characteristics of a rectangular microstrip antenna using metamaterial substrate, as is successfully demonstrated the practical use of these structures in antennas. We experimentally confirmed that composite metamaterial can improved the performance of the structures considered in this thesis / Os metamateriais tem atra?do uma grande aten??o nas ?ltimas d?cadas, principalmente devido as suas propriedades eletromagn?ticas n?o encontradas na natureza. Desde que os metamateriais passaram a ser sintetizados atrav?s da inser??o de inclus?es artificialmente fabricadas num meio hospedeiro especificado, isto propicia ao pesquisador uma larga cole??o de par?metros independentes, tais como as propriedades eletromagn?ticas do material hospedeiro. Neste trabalho foi realizada uma investiga??o das propriedades ?nicas dos Ressoadores em Anel Partido (Split Ring Ressonators - SRR) e dos metamateriais compostos. Apresentou-se uma an?lise te?rica e num?rico-computacional, utilizando o formalismo de onda completa atrav?s da aplica??o do m?todo da Linha de Transmiss?o Transversa LTT, para as caracter?sticas ressonantes de uma antena de microfita com patch retangular utilizando substrato metamaterial, assim como ? demonstrado com sucesso ? utiliza??o pr?tica dessas estruturas em antenas. Esta utiliza??o pr?tica ? confirmada experimentalmente

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:55:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 HumbertoDA_DISSERT.pdf: 1369294 bytes, checksum: 4b7817dfceebc22263e36739d877c8f2 (MD5) Previous issue date: 2010-06-30 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / Recently, planar antennas have attracted interest due to its characteristics as well as the advantages they offer compared to other types of antennas. In the area of mobile communications the need for such antennas has become increasingly intense due to development, which requires antennas that operate in multifrequency and broadband. The microstrip antennas have narrow bandwidth due to losses in the dielectric caused by irradiation. Another limitation is the radiation pattern degradation due to generation of surface waves in the substrate. Some techniques are being developed to minimize this bandwidth limitation, as is the case in the study of type materials PBG - Photonic Band Gap, to compose the dielectric material. The analysis developed in this work were performed with use of the method LTT - Transverse Transmission Line, in the field of Fourier transform that uses a component propagating in the y direction (transerve real direction of propagation z), thus treating the general equations of the fields electric and magnetic fields as a functions of y E and Hy . This work has as main objective the method LTT structures resonator line slot with four layers of material photonic PBG, for obtaining the complex resonant frequency and efficiency of this structure. PBG theory is applied to obtain the relative permittivity for the substrate biases sep compounds photonic material. Numerical-computational results in graph form in two dimensions for all the analysis are presented for the proposed structures that have photonic materials, as substrates / Recentemente as antenas planares tem despertado interesses devido as suas caracter?sticas e vantagens que oferecem quando comparadas com os demais tipos de antenas. Na ?rea de comunica??es m?veis a necessidade de antenas desse tipo, tem se tornado cada vez mais utilizadas, devido ao intenso desenvolvimento, que necessita de antenas que operem em multifrequ?ncia e em banda larga. As antenas de microfita apresentam largura de banda estreita devido ?s perdas no diel?trico geradas pela irradia??o. Outra limita??o ? a degrada??o do diagrama de irradia??o devido ? gera??o de ondas de superf?cie no substrato. Algumas t?cnicas est?o sendo desenvolvidas para minimizar esta limita??o de banda, como ? o caso do estudo de materiais do tipo PBG Photonic Band Gap, para compor o material diel?trico. Este trabalho tem como objetivo principal a aplica??o do m?todo LTT ?s estruturas ressoadoras retangulares de fenda com quatro camadas de material fot?nico PBG, para a obten??o da freq??ncia de resson?ncia complexa e a efici?ncia de radia??o dessa estrutura. As an?lises desenvolvidas neste trabalho foram realizadas com utiliza??o do m?todo LTT Linha de Transmiss?o Transversa, no dom?nio da Transformada de Fourier que utiliza uma componente de propaga??o na dire??o y (transversa ? dire??o real de propaga??o z), tratando assim as equa??es gerais dos campos el?tricos e magn?ticos em fun??o de yEe yH. A teoria PBG ser? aplicada para a obten??o da permissividade relativa para as polariza??es s e p dos substratos compostos de material fot?nico. Resultados num?rico-computacionais s?o apresentados em forma de gr?fico em duas dimens?es para todas as an?lises realizadas para as estruturas propostas que tem como substratos, materiais fot?nicos

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:55:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DaviBB.pdf: 1037005 bytes, checksum: 218c25a038f89588a46ddca7509b0705 (MD5) Previous issue date: 2006-07-06 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / The aim of this work is to characterize and use the characteristic parameters of the planar structures constructed with fin lines looking for their applications in devices, using PBG Photonic Band Gap photonic materials as substrate, operating in the millimeter and optic wave bands.The PBG theory will be applied for the relative permittivity attainment for the PBG photonic substrate s and p polarizations. The parameters considered in the structures characterization are the complex propagation constant and the characteristic impedance of unilateral and bilateral fin lines that were obtained by the use of the TTL Transverse Transmission Line Method, together with the Method of the Moments. The final part of this work comprises studies related to the behavior of the asymmetric unilateral fin line coupler with photonic substrate. This research opens perspectives for new works in this modern area. Numerical results are shown by means of bi-dimensional and three-dimensional graphics. Conclusions and suggestions for future works are also presented / O presente trabalho tem como objetivo caracterizar e utilizar os par?metros de estruturas planares constru?das com linhas de l?minas visando a sua utiliza??o em circuitos, com materiais fot?nicos do tipo PBG Photonic Band Gap como substrato, operando nas faixas de ondas milim?tricas e ?pticas. A teoria PBG ser? aplicada para a obten??o da permissividade relativa para as polariza??es s e p dos substratos compostos de material fot?nico PBG. Os par?metros considerados na caracteriza??o das estruturas s?o a constante de propaga??o complexa e a imped?ncia caracter?stica, de linhas de l?mina unilaterais e bilaterais, que foram obtidos atrav?s da utiliza??o do m?todo da Linha de Transmiss?o Transversa LTT com o aux?lio do M?todo dos Momentos. Nesse trabalho foi realizado ainda, um estudo do funcionamento do acoplador com linha de l?mina unilateral assim?trica com substrato fot?nico. Esta pesquisa abre perspectivas para novos trabalhos nesta moderna ?rea. A an?lise te?rica computacional desse trabalho se mostrou precisa, com compara??es de outros trabalhos, podendo ser empregada em outros dispositivos que utilizem a linha de l?mina como estrutura b?sica, e materiais ?pticos. Resultados num?rico-computacionais em forma de gr?fico em duas e tr?s dimens?es para todas as an?lises realizadas s?o apresentados, para as estruturas propostas que tem como substratos materiais fot?nicos. S?o apresentadas conclus?es e sugest?es para a continuidade deste trabalho

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:55:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RobertoRCF_TESE.pdf: 987513 bytes, checksum: 957f5ea8a43b953deeae4b60b26191b2 (MD5) Previous issue date: 2012-05-18 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / This work presents a theoretical, numerical and computation analysis of parameters of a rectangular microstrip antenna with metamaterial substrate, fin line as a coupler and also integrated devices like integrated filter antenna. It is applied theory to full-wave of Transverse Transmission Line - TTL method, to characterize the magnitude of the substrate and obtain the general equations of the electromagnetic fields. About the metamaterial, they are characterized by permittivity and permeability tensor, reaching to the general equations for the electromagnetic fields of the antenna. It is presented a study about main representation of PBG(Photonic Band Gap) material and its applied for a specific configuration. A few parameters are simulated some structures in order to reduce the physical dimensions and increase the bandwidth. The results are presented through graphs. The theoretical and computational analysis of this work have shown accurate and relatively concise. Conclusions are drawn and suggestions for future work / Este trabalho apresenta a an?lise te?rica, num?rica e computacional dos par?metros de uma antena de microfita do tipo retangular sobre substrato metamaterial, linha de laminas na forma de acoplador e tamb?m de estruturas integrada como a antena filtro integrada. ? aplicada a teoria de onda completa do m?todo da Linha de Transmiss?o Transversa - LTT, para a caracteriza??o das grandezas do substrato e obten??o das equa??es gerais dos campos eletromagn?ticos. Sobre o metamaterial, os mesmos s?o caracterizados atrav?s de tensores permissividade e permeabilidade, chegando-se ?s equa??es gerais para os campos eletromagn?ticos da antena. ? apresentado um estudo das principais representa??es do material PBG (Photonic Band Gap) e suas aplica??es para determinadas configura??es. S?o simulados v?rios par?metros de algumas estruturas com o intuito de diminuir as dimens?es f?sicas e aumentar a largura de banda das mesmas. Os resultados s?o apresentados atrav?s de gr?ficos. A an?lise te?rico-computacional desse trabalho se mostra precisa e relativamente concisa. S?o apresentadas as conclus?es e sugest?es para trabalhos futuros

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:55:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 HumbertoDA_TESE.pdf: 4762435 bytes, checksum: 20aae983d6895db90a85b0e2b107200f (MD5) Previous issue date: 2013-09-02 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / In the globalized world modern telecommunications have assumed key role within the company, causing a large increase in demand for the wireless technology of communication, which has been happening in recent years have greatly increased the number of applications using this technology. Due to this demand, new materials are developed to enable new control mechanisms and propagation of electromagnetic waves. The research to develop new technologies for wireless communication presents a multidisciplinary study that covers from the new geometries for passive antennas, active up to the development of materials for devices that improve the performance at the frequency range of operation. Recently, planar antennas have attracted interest due to their characteristics and advantages when compared with other types of antennas. In the area of mobile communications the need for antennas of this type has become increasingly used, due to intensive development, which needs to operate in multifrequency antennas and broadband. The microstrip antennas have narrow bandwidth due to the dielectric losses generated by irradiation. Another limitation is the degradation of the radiation pattern due to the generation of surface waves in the substrate. Some techniques have been developed to minimize this limitation of bandwidth, such as the study of type materials PBG - Photonic Band Gap, to form the dielectric material. This work has as main objective the development project of a slot resonator with multiple layers and use the type PBG substrate, which carried out the optimization from the numerical analysis and then designed the device initially proposed for the band electromagnetic spectrum between 3-9 GHz, which basically includes the band S to X. Was used as the dielectric material RT/Duroid 5870 and RT/Duroid 6010.LM where both are laminated ceramic-filled PTFE dielectric constants 2.33 and 10.2, respectively. Through an experimental investigation was conducted an analysis of the simulated versus measured by observing the behavior of the radiation characteristics from the height variation of the dielectric multilayer substrates. We also used the LTT method resonators structures rectangular slot with multiple layers of material photonic PBG in order to obtain the resonance frequency and the entire theory involving the electromagnetic parameters of the structure under consideration. xviii The analysis developed in this work was performed using the method LTT - Transverse Transmission Line, in the field of Fourier transform that uses a component propagating in the y direction (transverse to the real direction of propagation z), thus treating the general equations of the fields electric and magnetic and function. The PBG theory is applied to obtain the relative permittivity of the polarizations for the sep photonic composite substrates material. The results are obtained with the commercial software Ansoft HFSS, used for accurate analysis of the electromagnetic behavior of the planar device under study through the Finite Element Method (FEM). Numerical computational results are presented in graphical form in two and three dimensions, playing in the parameters of return loss, frequency of radiation and radiation diagram, radiation efficiency and surface current for the device under study, and have as substrates, photonic materials and had been simulated in an appropriate computational tool. With respect to the planar device design study are presented in the simulated and measured results that show good agreement with measurements made. These results are mainly in the identification of resonance modes and determining the characteristics of the designed device, such as resonant frequency, return loss and radiation pattern / No mundo globalizado moderno, as telecomunica??es assumiram um papel fundamental dentro das sociedades, provocando um grande aumento da demanda por tecnologia de comunica??o sem fio, isto vem acontecendo nos ?ltimos anos e tem aumentado bastante o n?mero de aplica??es que utilizam esta tecnologia. Em decorr?ncia dessa demanda, novos materiais s?o desenvolvidos no sentido de possibilitar novos mecanismos de controle e propaga??o de ondas eletromagn?ticas. A pesquisa para o desenvolvimento de novas tecnologias para comunica??o sem fios apresenta um car?ter multidisciplinar que abrange desde o estudo de novas geometrias para antenas passivas e ativas at? o de desenvolvimento de materiais para dispositivos que melhorem o desempenho naquela faixa de frequ?ncia de opera??o. Recentemente as antenas planares tem despertado interesses devido as suas caracter?sticas e vantagens que oferecem quando comparadas com os demais tipos de antenas. Na ?rea de comunica??es m?veis a necessidade de antenas desse tipo tem se tornado cada vez maior, devido ao seu intenso desenvolvimento, que necessita de antenas que operem em multifrequ?ncia e em banda larga. As antenas de microfita apresentam largura de banda estreita devido ?s perdas no diel?trico geradas pela irradia??o. Outra limita??o ? a degrada??o do diagrama de irradia??o devido ? gera??o de ondas de superf?cie no substrato. Algumas t?cnicas est?o sendo desenvolvidas para minimizar esta limita??o de banda, como ? o caso do estudo de materiais do tipo PBG Photonic Band Gap, para compor o material diel?trico. Este trabalho tem como objetivo principal o desenvolvimento do projeto de um ressoador de fenda com m?ltiplas camadas e com a utiliza??o de substrato do tipo PBG, onde foi realizada a otimiza??o a partir da analise num?rica e em seguida, projetado o dispositivo proposto inicialmente para a faixa do espectro eletromagn?tico compreendida entre 3-9 GHz, que inclui basicamente a banda S at? X. Foi utilizado como material diel?trico o RT/Duroid 5870 e RT/Duroid 6010.2LM onde ambos s?o laminados cer?micos PTFE com constantes diel?tricas de 2.33 e 10.2, respectivamente. Atrav?s de uma investiga??o experimental foi realizada uma an?lise dos resultados simulados versus medidos observando o comportamento das xvi caracter?sticas de radia??o a partir da varia??o da altura das multicamadas de subtrato diel?trico. Foi utilizado tamb?m o m?todo LTT ?s estruturas ressoadoras retangulares de fenda com m?ltiplas camadas, para a obten??o da freq??ncia de resson?ncia bem como toda a teoria que envolva os par?metros eletromagn?ticos da estrutura em estudo. As an?lises desenvolvidas neste trabalho foram realizadas com utiliza??o do m?todo LTT Linha de Transmiss?o Transversa, no dom?nio da Transformada de Fourier que utiliza uma componente de propaga??o na dire??o y (transversa ? dire??o real de propaga??o z), tratando assim as equa??es gerais dos campos el?tricos e magn?ticos em fun??o de yE e yH . A teoria PBG ser? aplicada para a obten??o da permissividade relativa para as polariza??es s e p dos substratos compostos de material fot?nico. Os resultados s?o obtidos com o software comercial Ansoft HFSS, usado para a an?lise precisa do comportamento eletromagn?tico do dispositivo planar em estudo, por meio do M?todo dos Elementos Finitos (FEM). Resultados num?rico-computacionais s?o apresentados em forma de gr?fico em duas e tr?s dimens?es, para aos par?metros de perda de retorno, frequ?ncia de radia??o, e diagrama de radia??o, efici?ncia de radia??o e densidade superficial de corrente para o dispositivo em estudo, e que tem como substratos, materiais fot?nicos e que fora simulado em uma ferramenta computacional apropriada. . No que diz respeito ao projeto do dispositivo planar em estudo s?o apresentados os resultados medidos e os simulados que apresentam boa concord?ncia com as medi??es efetuadas. Estes resultados consistem principalmente na identifica??o dos modos de resson?ncia e na determina??o das caracter?sticas do dispositivo projetado, como freq??ncia de resson?ncia, perda de retorno e diagrama de radia??o