Estudo de diferentes tipos de excitação de antenas de microfita utilizando o método das diferenças finitas no domínio do tempo
| dc.contributor.advisor | Gonçalves, Sandro Trindade Mordente | |
| dc.contributor.advisorLattes | http://lattes.cnpq.br/9879076086228404 | |
| dc.contributor.author | Soares, Wagner Cardoso | |
| dc.contributor.referee1 | Sandro Trindade Mordente Gonçalves | |
| dc.contributor.referee2 | Márcio Matias Afonso | |
| dc.contributor.referee3 | Dalmy Freitas de Carvalho Júnior | |
| dc.date.accessioned | 2023-06-21T13:39:34Z | |
| dc.date.available | 2023-06-21T13:39:34Z | |
| dc.date.issued | 2017 | |
| dc.description.abstract | Antenas de microfita, no geral, são usadas em aplicações automotivas, aeronáuticas, aeroespaciais, em que se é exigido tamanho, peso e custo reduzidos, alto desempenho, facilidade de instalação e perfil aerodinâmico. Para o projeto destas antenas, programas computacionais são necessários para se verificar o funcionamento das mesmas em determinadas bandas de frequências. Estes programas permitem a simulação de diferentes geometrias da antena, com variações de material sem a necessidade de construção de protótipos, o que possibilita redução de tempo e custo de projeto. Há diversos métodos numéricos para simulação de antenas de microfita, destacando-se MoM, FEM e FDTD. Neste trabalho foi escolhido o FDTD dentre estes, uma vez que a antena projetada possui geometria complexa para operar em banda ultra larga e dielétrico de fibra de vidro FR-4, o qual é um material com perdas e este método obtém bom desempenho para a simulação de antenas com esta configuração. Para validar o código FDTD, primeiramente foi simulada uma antena de geometria mais simples. Uma vez que o código foi validado, o mesmo foi submetido a testes para verificação das influências de configurações gerais do programa no resultado da antena, como passo de tempo, geometria da antena, definição de pontos de excitação e medição e passo de tempo para liberação do pulso de excitação. Como a antena escolhida no projeto possui geometria complexa e material dielétrico com perdas, foi necessária a investigação da fonte de excitação mais apropriada para o problema, dentre estas: fonte resistiva de tensão, parede magnética e subtração da onda incidente da onda total. Para comparação dos resultados simulados, foi feita a simulação da mesma geometria de antena em software comercial. Os resultados das simulações de cada uma das fontes de excitação investigadas demonstram que todas geraram boa correspondência quando comparadas com a curva gerada pelo software comercial, sendo destacado o resultado da parede magnética. A antena desenvolvida foi construída após a validação da simulação. Foi usada uma placa de fibra de vidro de dupla face com dielétrico em FR-4 para construção da antena com as dimensões utilizadas para a simulação. Para evitar ruídos na medição da perda de retorno, a antena foi inserida em uma câmara anecoica. Houve uma boa correspondência entre as simulações realizadas no software FDTD desenvolvido no trabalho, a simulação no programa comercial e a medição da antena construída. | |
| dc.description.abstractother | Microstrip antenas in general are used in automotive, aeronautics and aerospace applications in which small size and weight and cost reductions are required, high performance, installation readiness and aerodynamic profile. For the antennas design, computational software are needed to verify their behavior in such frequencies band. These software allow the simulation of different antennas geometry with material variation with no need of prototypes assembly, which reduces project time and costs. There are many numeric methods to simulate microstrip antennas, highlighting MoM, FEM and FDTD. In this research it was chosen FDTD between those, due to the designed antennas owns complex geometry to operate in ultra wide band and FR-4 fiberglass dielectric which is a high loss material and this method obtains good performance for the antenna simulation of such configuration. To validate the FDTD code, it was first simulated an antenna with simpler geometry. Once the code was validated, it was tested the influences of general settings in the code for the antenna simulation result, like time step, antenna geometry, excitation and measurement points definition and time step to release the excitation pulse. Since the chosen antenna in the research has complex geometry and high loss dielectric material it was necessary to investigate the excitation source more appropriate for the problem, among these: voltage resistive source, magnetic wall and incident wave subtraction from the total wave. To compare the simulated results it was performed a simulation of the same antenna geometry in a commercial software. The simulation results of each of the excitation sources investigated demonstrated good matching when compared to the curve generated in the commercial software, highlighting the magnetic wall. The antenna developed was assembled after the simulation validation. It was used a fiberglass PCB with double face with FR-4 dielectric to assembly the antenna with the same dimensions used in the simulation. To avoid noise in the return loss measurement the antenna was inserted in an anecoic chamber. There was a good matching between the simulations performed in the FDTD software developed in the research, the commercial software and the antenna assembled measurements. | |
| dc.identifier.uri | https://repositorio.cefetmg.br/handle/123456789/314 | |
| dc.language.iso | pt | |
| dc.publisher | Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais / Universidade Federal de São João del-Rei | |
| dc.publisher.country | Brasil | |
| dc.publisher.initials | CEFET-MG / UFSJ | |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica | |
| dc.subject | Energia elétrica - Transmissão | |
| dc.subject | Antenas (Eletrônica) | |
| dc.subject | Fontes de excitação | |
| dc.subject | Eletromagnetismo | |
| dc.title | Estudo de diferentes tipos de excitação de antenas de microfita utilizando o método das diferenças finitas no domínio do tempo | |
| dc.type | Thesis | |
| dspace.entity.type |
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