Teoria eletromagnética aplicada a projetos de arranjos de antenas Patches Fractal de microfita para a faixa de frequência das micro-ondas

Abstract

O desenvolvimento das telecomunicações é um marco no desenvolvimento tecnológico e científico, e isso decorre dos estudos de James Clerk Maxwell e da aplicabilidade de suas equações no eletromagnetismo. O grande avanço nas redes Telecomunicações e mais precisamente nas redes e comunicações móveis, a exemplo das redes 4,5G e 5G, tornam a busca por dispositivos compactos, com propriedades multifrequência bem atrativos a essas aplicações. Por esses motivos as antenas, arranjos de antenas e os circuitos planares são excelentes dispositivos capazes de funcionar nessas aplicações, isso em virtude de suas características, tais como: baixo custo, baixo peso e capacidade de operar em altas frequências. Nesse contexto, este trabalho consiste no projeto numérico e experimental de um arranjo de antenas de microfita log-periódico quase-fractal fazendo uso da curva de Koch nível 2. O arranjo foi projetado para operar na faixa de frequência de 2,44 GHz, onde temos muitas aplicações, além de ser uma faixa livre para testes pertencente a banda ISM (Industrial Sientific and Medical). O arranjo foi projetado por meio do software Ansys DesignerTM, onde foi possível conseguir um dispositivo menor, com uma redução de aproximadamente 41% quando comparado a um arranjo retangular convencional para a mesma faixa de frequência. Uma vez o dispositivo projetado, o mesmo passou por uma série de simulações com o intuito de investigar o comportamento em frequência desse dispositivo. Para isso, foi realizada medições dos parâmetros de espalhamento (parâmetros S) associados ao arranjo de antenas proposto. A estrutura apresentou boas característica de radiação e baixas perdas de retorno, com os resultados concordando muito bem entre si.