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| B. Engenharias - 1. Engenharia - 8. Engenharia Elétrica | ||
| VERIFICAÇÃO ATRAVÉS DO MÉTODO DAS DIFERENÇAS FINITAS NO DOMÍNIO DO TEMPO DA UTILIZAÇÃO DE SHORTING PIN PARA AJUSTES DA LARGURA DE BANDA DE UMA ANTENA DE MICROFITA RETANGULAR | ||
| Anderson Oliveira Silva 1 (froddo_268@yahoo.com.br) e Victor Dmitriev 1 | ||
| (1. Depto. de Engenharia Elétrica, Universidade Federal do Pará - UFPA) | ||
| INTRODUÇÃO:
O rápido incremento da utilização de antenas de microfita em comunicações móveis tem exigido um aumento da largura de banda e redução das dimensões de tais antenas. Neste contexto, o Laboratório de Eletromagnetismo Aplicado (LEA) da Universidade Federal do Pará (UFPA) investigou a utilização de elementos conhecidos como shorting pins para ajustes da largura de banda em uma antena de microfita retangular compacta através do método numérico das Diferenças Finitas no Domínio do Tempo (FDTD). Foram verificadas modificações na largura de banda da antena de microfita devido ao posicionamento do shorting pin no patch. |
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| METODOLOGIA:
Utilizou-se uma antena de microfita com patch retangular alimentada por cabo coaxial, com a tensão de alimentação utilizada sendo um pulso gaussiano e excitando a antena no segundo modo ressonante. A implementação do algoritmo computacional baseado em FDTD foi feita através dos passos seguintes: para a definição do domínio computacional, utilizou-se a condição de paredes absorventes de primeira ordem de Mhür e foram utilizadas células cúbicas para a discretização da região de análise, os erros de precisão devido à instabilidade e à dispersão numérica foram consideravelmente minimizados utilizando-se células de lado vinte vezes menor que o menor comprimento de onda esperado na propagação eletromagnética pelo domínio computacional e o critério de Courant, respectivamente. Definida a região de análise, as equações de Maxwell relativas ao rotacional do campo elétrico e magnético foram convertidas de equações diferenciais parciais para equações de diferenças finitas por meio do critério de derivada centrada. A linguagem de programação utilizada para a implementação do algoritmo foi FROTRAN versão 77. Os resultados obtidos foram exportados para o programa MATLAB versão 6.0 para facilitar a obtenção dos resultados gráficos. A análise da variação da largura de banda da antena com a variação da posição do shorting pin foi feita através dos gráficos de impedância de entrada e perda de retorno. |
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| RESULTADOS:
Com as posições escolhidas para o shorting pin, a largura de banda mínima alcançada foi de sete por cento quando o shorting pin se encontrava nas proximidades das bordas da antena de microfita, e a largura de banda máxima alcançada foi de vinte por cento quando o shorting pin se encontrava próximo ao centro da antena. Este aumento da largura de banda foi acompanhado por um aumento de treze por cento da segunda freqüência de ressonância. |
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| CONCLUSÕES:
A utilização do shorting pin no patch da antena de microfita possibilitou um aumento significativo da largura de banda. Tal fato demonstra que a utilização deste elemento pode ajustar a largura de banda sem a modificação do dimensionamento do patch de tais antenas ou alteração do substrato dielétrico. Isto é um fator que permite ampliar a aplicabilidade de antenas de microfita, especialmente em comunicações móveis, sendo mais uma forma útil de construir uma relação de compromisso entre miniaturização das dimensões e largura de banda da antena. |
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| Instituição de fomento: Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq | ||
| Trabalho de Iniciação Científica | ||
| Palavras-chave: antena de microfita; diferenças finitas; shorting pin. | ||
| Anais da 57ª Reunião Anual da SBPC - Fortaleza, CE - Julho/2005 |