Materiais supercondutores HTS para arranjos de antenas e aplicação de PBG para micro-ondas

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior

Atualmente as antenas de microfita lineares e planares têm despertado interesses devido as suas características e vantagens que oferecem quando comparadas com os demais tipos de antenas. Na área de comunicações sem fio à necessidade de antenas desse tipo, tem se tornado cada vez mais utilizada devido ao intenso desenvolvimento, que necessita de antenas que operem em multifrequências e em banda larga. As antenas de microfita apresentam largura de banda estreita devido às perdas no dielétrico geradas pela irradiação. Outra limitação é a degradação do diagrama de irradiação devido à geração de ondas de superfície no substrato. Outras técnicas estão sendo desenvolvidas para minimizar esta limitação de banda, como é o caso do estudo de materiais do tipo PBG Photonic Band Gap, para compor o material dielétrico. Este trabalho tem como objetivo principal o estudo dos arranjos de antenas de microfita com patch retangular supercondutor. É apresentado um estudo das principais teorias que explicam o fenômeno microscópico e macroscópico da supercondutividade. As teorias BCS, equações de London e modelo dos Dois Fluidos, são as teorias usadas nas aplicações dos supercondutores, nas antenas e arranjos de antenas de microfita. Os arranjos de fase são analisados em configurações lineares e planares. São obtidos os fatores de arranjos para estas configurações, e os critérios da fase e do espaçamento entre os elementos que compõem os arranjos, ao qual serão examinados, com o objetivo de minimizar as perdas no material, comparados com condutores normais. A antena com patch retangular, constituída de material supercondutor, com a temperatura crítica a 160K tem a fórmula química é SnBaCaCuOy. A análise é feita através do método dinâmico da Linha de Transmissão Transversa (LTT), desenvolvido por H.C.C.Fernandes, no domínio da transformada de Fourier (FTD). O método LTT é um método de onda completa, que tem como regra a obtenção dos campos eletromagnéticos em termos dos componentes transversais à estrutura. A inclusão do patch supercondutor é feita utilizando-se a condição de contorno complexa resistiva, usando-se a impedância do supercondutor na função Didática de Green, da estrutura. A eficiência dessas técnicas será investigada através de simulações realizadas pelo Ansoft HFSS, utilizado na análise precisa do comportamento eletromagnético dos respectivos arranjos de antenas linear e planar, através do método dos elementos finitos (FEM). São obtidos resultados da frequência de ressonância em função dos parâmetros da antena, utilizando material supercondutor, diagramas de radiação no Plano-E e no Plano-H, para os arranjos de fase de antenas nas configurações lineares e planares, bem como os seus respectivos ganhos