Análise de antenas utilizando substrato cerâmico, zpt, produzido por síntese auto propagante para aplicações em sistemas de micro-ondas

Ceramic substrates have been investigated by researchers around the world and has achieved a high interest in the scientific community, because they had high dielectric constants and excellent performance in the structures employed. Such ceramics result in miniaturized structures with dimensions well reduced and high radiation efficiency. In this work, we have used a new ceramic material called lead zinc titanate in the form of Zn0,8Pb0,2TiO3, capable of being used as a dielectric substrate in the construction of various structures of antennas. The method used in constructing the ceramic combustion synthesis was Self- Sustained High Temperature (SHS - "Self-Propagating High-Temperature Synthesis") which is defined as a process that uses highly exothermic reactions to produce various materials. Once initiated the reaction area in the reaction mixture, the heat generated is sufficient to become self-sustaining combustion in the form of a wave that propagates converting the reaction mixture into the product of interest. Were analyzed aspects of the formation of the composite Zn0,8Pb0,2TiO3 by SHS powders and characterized. The analysis consisted of determining the parameters of the reaction for the formation of the composite, as the ignition temperature and reaction mechanisms. The production of composite Zn0,8Pb0,2TiO3 by SHS performed in the laboratory, was the result of a total control of combustion temperature and after obtaining the powder began the development of ceramics. The product was obtained in the form of regular, alternating layers of porous ceramics and was obtained by uniaxial pressing. 10 The product was characterized by analysis of dilatometry, X-ray diffraction analysis and scanning electron microscopy. One of the contributions typically defined in this work is the development of a new dielectric material, nevertheless presented previously in the literature. Therefore, the structures of the antennas presented in this work consisted of new dielectric ceramics based Zn0,8Pb0,2TiO3 usually used as dielectric substrate. The materials produced were characterized in the microwave range. These are dielectrics with high relative permittivity and low loss tangent. The Ansoft HFSS, commercial program employee, using the finite element method, and was used for analysis of antennas studied in this work

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior

Substratos cerâmicos têm sido investigados por pesquisadores de todo o mundo e tem despertado um grande interesse na comunidade científica, pelo fato de apresentarem altas constantes dielétricas e um excelente desempenho nas estruturas empregadas. Tais cerâmicas resultam em estruturas miniaturizadas, com dimensões bem reduzidas e de alta eficiência de radiação. Neste trabalho, utilizou-se um novo material cerâmico, chamado de titanato de zinco chumbo, na forma de Zn0,8Pb0,2TiO3, capaz de ser utilizado como substrato dielétrico na construção de diversas estruturas de antenas. O método utilizado na construção da cerâmica foi a Síntese por Combustão Auto-Sustentada a Alta Temperatura (SHS Self-Propagating High-Temperature Synthesis ) que é definido como um processo que utiliza reações altamente exotérmicas para produzir os mais diversos materiais. Uma vez iniciada a reação numa área da mistura reagente, o calor gerado é suficiente para tornar a combustão auto-sustentável, na forma de uma onda que se propaga convertendo a mistura reagente no produto de interesse. Foram analisados os aspectos da formação do compósito Zn0,8Pb0,2TiO3 por SHS e os pós obtidos, foram caracterizados. A análise consistiu na determinação dos parâmetros da reação para a formação do compósito, como a temperatura de ignição e os mecanismos de reação. A produção do compósito Zn0,8Pb0,2TiO3 por SHS, realizada em laboratório, foi resultado de um controle total da temperatura de combustão e após a obtenção do pó 8 iniciou-se o desenvolvimento das cerâmicas. O produto foi obtido na forma de camadas regulares e alternância de porosidades e as cerâmicas foram obtidas por prensagem uniaxial. O produto foi caracterizado através de análises de dilatometria, difração de raios-X e análise de microscopia de varredura eletrônica. Uma das contribuições principais deste trabalho foi o desenvolvimento de um novo material dielétrico, não obstante apresentado anteriormente na literatura. Portanto, as estruturas das antenas apresentadas neste trabalho foram constituídas por novas cerâmicas dielétricas à base de Zn0,8Pb0,2TiO3, geralmente utilizado como substrato dielétrico. Os materiais desenvolvidos foram caracterizados na faixa de micro-ondas. São substratos dielétricos de alta permissividade relativa e baixa tangente de perda. O software comercial empregado, Ansoft HFSS, baseado no método dos elementos finitos, foi utilizado na análise das antenas estudadas neste trabalho