ESTUDO DE EFEITO DOS FRACTAIS EM ANTENAS ?· Laboratório James Clerk Maxwell de Micro-ondas e Eletromagnetismo Aplicado II Workshop de Micro-ondas – Antenas Planares de micro-ondas de banda larga –

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  • Laboratrio James Clerk Maxwell de Micro-ondas e Eletromagnetismo Aplicado II Workshop de Micro-ondas Antenas Planares de micro-ondas de banda larga Suzano - SP 12/08/2016

    Instituto Federal de So Paulo www.labmax.org 1

    ESTUDO DE EFEITO DOS FRACTAIS EM ANTENAS PLANARES

    Islane Bahiano Menezes dos Santos1, Alexandre M. De Oliveira2. 1Universidade Paulista, Campus Rangel Santos, SP, Brasil. islanebahiano@gmail.com.

    2Laboratrio Maxwell de Micro-ondas e Eletromagnetismo Aplicado, IFSP, Campus Suzano, SP, Brasil. amanicoba@ifsp.edu.br.

    Resumo Esse trabalho apresenta a aplicao de formas geomtricas, chamadas de fractais, em antenas patch, que so peas chave na transmisso e recepo de sinais de micro-ondas em aplicaes diversas como transmisso de dados ou de voz, GPS e telefonia. Pretende-se com a manipulao das correntes de superfcie atravs das cavidades ressonantes, mudar o perfil de radiao de antenas planares, obtendo melhores nveis de ganho pela diretividade. O mtodo adotado para o design do modelo experimental, depois de calculadas as dimenses fundamentais, ser o de analisar por via de modelos numricos e pelo uso de programas de simulao eletromagntica. Aps serem subtrados os resultados das simulaes e atingidos os resultados esperados, um modelo conceitual ser fabricado e testado para a comprovao dos estudos e consolidao da pesquisa. Palavras-chave: Fractais, Antenas Patch, Tecnologia Planar, Micro-ondas. INTRODUO

    Desenvolver uma antena planar com fractais que atenda s necessidades operacionais e comerciais da rea de micro-ondas, a princpio para uma faixa de frequncia entre 0,9 1,9 GHz. O modelo de fractal que ser utilizado o fractal de Koch [1]-[4], os clculos fundamentais para projetos de patch retangulares encontradas em Balanis sero de base para antena retangular sem interao fractal [2], [3].

    Com base nas pesquisas voltadas teoria de miniaturizao [1], [4], teoria das pontas, cavidades ressonantes, anlise e manipulao das correntes de superfcie por meio dos fractais, buscamos aperfeioar o perfil de radiao com ele seu ganho e dimenses finais da antena, para que a mesma seja facilmente montada em placas de circuitos impressos e arranjos de antenas.

    DESENVOLVIMENTO

    As figuras (1), (2) e o grfico (1) demonstram, consecutivamente, uma patch retangular sem interao fractal (Fractal nvel 0), as correntes de superfcie das antenas patch sem fractais e o parmetro S da antena.

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    As Figuras (3), (4) e o Grfico (2) demonstram, consecutivamente, uma antena patch com fractal

    Koch de primeira ordem, as correntes de superfcie que nela fluem e o parmetro S.

  • Laboratrio James Clerk Maxwell de Micro-ondas e Eletromagnetismo Aplicado II Workshop de Micro-ondas Antenas Planares de micro-ondas de banda larga Suzano - SP 12/08/2016

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    RESULTADOS E DISCUSSES Os dados coletados demonstram claramente mudana de perfil de circulao das correntes e movimentao das faixas de frequncia ressonante para nveis menos elevados em funo das interaes dos fractais, deixando evidente a possibilidade de miniaturizao da patch com a reduo de suas medidas externas, e esse agora, o novo objeto da pesquisa. REFERNCIAS [1] - E. E. C. Oliveira, P H. F. Silva, Miniaturizao de Antenas Tipo Patch Retangular em Microfita Utilizando a Curva

    Fractal de Koch. III Congresso de Pesquisa e Inovao Tecnolgica da Rede Norte Nordeste de Educao Tecnolgica, Fortaleza,

    2008.

    [2]- BALANIS, C. A., Antenna Theory-analysis and Design. 2. ed. New York: John Wiley & Sons, 1997.

    [3] - A. M. De Oliveira, M. B. Perotoni, S. T. Kofuji, and J. F. Justo, A palm tree antipodal vivaldi antenna with exponential

    slot edge for improved radiation pattern, IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol. 14, pp. 13341337, 2015.

    [4] - PUENTE, C. ROMEU, J. POUS, R. CARDAMA, A. On the Behavior of the Sierpinsk Multiband Fractal Antenna. IEEE

    Transactions on Antennas and Propagation, Vol. 46, No. 4, p. 517-524, 1998.