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| B. Engenharias - 1. Engenharia - 8. Engenharia Elétrica |
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| UTILIZAÇÃO DO MÉTODO DAS DIFERENÇAS FINITAS NO DOMÍNIO DA FREQÜÊNCIA NA ANÁLISE DA INFLUÊNCIA DO SLOT NOS MODOS RESSONANTES DE UMA ANTENA DE MICROFITA RETANGULAR |
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| Anderson Oliveira Silva 1 (autor) froddo_268@yahoo.com.br | | Victor Dmitriev 1 (orientador) victor@ufpa.br | | Karlo Queiroz da Costa 1 (colaborador) karlocosta@yahoo.com.br |
| | 1. Depto. de Engenharia Elétrica, Universidade Federal do Pará - UFPA |
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INTRODUÇÃO:
Devido a dificuldade de se estudar quantitativamente elementos de microfita com geometria complexa por meio de métodos analíticos, o Laboratório de Eletromagnetismo Aplicado da UFPA (LEA) desenvolveu uma metodologia de análise baseada em diferenças finitas no domínio da freqüência (FDFD) para descrever claramente o comportamento dos modos ressonantes segundo a variação da largura do slot de uma antena de microfita retangular. Tal método tem por objetivo facilitar a obtenção das características ressonantes de uma antena de microfita cujos contornos casam com o sistema de coordenadas cartesianas. |
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METODOLOGIA:
Para a aplicação do método FDFD, utilizou-se uma antena de microfita com patch retangular de altura e largura medindo, respectivamente, vinte e seis e vinte e cinco milímetros, o slot se estende a partir do maior lado, com altura fixada em dez milímetros e largura variável. Tendo como interesse analisar o comportamento dos dois primeiros modos ressonantes, primeiramente, obteve-se a equação diferencial para o campo elétrico a partir das seguintes considerações: o problema foi aproximado para o espaço bidimensional ( altura do substrato dielétrico pequena quando comparada com as dimensões do patch), efeito de borda do campo elétrico desprezível e contornos laterais da antena modelados por condições de contorno de paredes magnéticas. Posteriormente, o trabalho foi desenvolvido no software MATLAB versão 6.0 com os seguintes procedimentos: discretização do patch ( incluindo o slot) em células quadradas com lado de meio milímetro e vértices identificados por um par de índices (i,j) e a equação diferencial convertida para uma equação de diferenças, obtendo-se assim um problema de autovalores, que são correspondentes às freqüências ressonantes. Tais freqüências foram calculadas para valores inteiros da largura do slot no intervalo de dois a vinte milímetros. |
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RESULTADOS:
O aumento do slot levou à diminuição das freqüências ressonantes, notadamente as freqüências de interesse, entretanto, o decréscimo da segunda freqüência de ressonância foi pequeno em comparação com o da primeira freqüência de ressonância, o que evidenciou o aumento da diferença entre estas quando do aumento do comprimento do slot. Tal diferença também pôde ser verificada com a obtenção dos gráficos da distribuição da intensidade de campo elétrico e de corrente ao longo do patch. Os resultados apresentados concordaram com os que já haviam sido obtidos em análises experimentais. |
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CONCLUSÕES:
O método FDFD, por requerer ferramental matemático relativamente simples e por ter sido implementado em um software de fácil utilização, possibilitou uma maior agilidade na análise das características ressonantes da antena. Além disso, o algoritmo construído em ambiente MATLAB pode ser facilmente modificado para a análise de antenas de microfita com mais de um slot e com pontos metálicos no patch, trazendo uma apreciável simplificação no estudo e, conseqüentemente, projeto de tais modelos de antena, respeitando-se, contudo as restrições de uma geometria retangular do patch e altura do substrato dielétrico pequena para que o problema possa ser adequadamente aproximado por um espaço de coordenadas bidimensionais. |
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| Instituição de fomento: CNPq (Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico) |
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| Trabalho de Iniciação Científica |
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| Palavras-chave: antena de microfita; método das diferenças finitas; slot. |
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