Desenvolvimento de antenas de microfita com aberturas nos patches condutores através do método da segmentação

Microstrip antennas are widely used in modern telecommunication systems. This is particularly due to the great variety of geometries and because they are easily built and integrated to other high frequency devices and circuits. This work presents a study of the properties of the microstrip antenna with an aperture impressed in the conducting patch. Besides, the analysis is performed for isotropic and anisotropic dielectric substrates. The Multiport Network Model MNM is used in combination with the Segmentation Method and the Greens function technique in the analysis of the considered microstrip antenna geometries. The numerical analysis is performed by using the boundary value problem solution, by considering separately the impedance matrix of the structure segments. The analysis for the complete structure is implemented by choosing properly the number and location of the neighboor element ports. The numerial analysis is performed for the following antenna geometries: resonant cavity, microstrip rectangular patch antenna, and microstrip rectangular patch antenna with aperture. The analysis is firstly developed for microstrip antennas on isotropic substrates, and then extended to the case of microstrip antennas on anisotropic substrates by using a Mapping Method. The experimental work is described and related to the development of several prototypes of rectangular microstrip patch antennas wtih and without rectangular apertures. A good agreement was observed between the simulated and measured results. Thereafter, a good agreement was also observed between the results of this work and those shown in literature for microstrip antennas on isotropic substrates. Furthermore, results are proposed for rectangular microstrip patch antennas wtih rectangular apertures in the conducting patch

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior

As antenas de microfita são estruturas muito utilizadas nos sistemas de telecomunicações atuais. Isto decorre, principalmente, da diversidade de configurações e da facilidade de construção e integração dessas antenas com outros dispositivos e circuitos de altas freqüências. Neste trabalho, o método de análise empregado é o Modelo de Circuito de Múlti-Porta (Multiport Network Model MNM), que combinado com o Método da Segmentação e a técnica da Função de Green, mostra-se adequado ao estudo da antena de microfita com abertura no patch condutor. A partir do equacionamento do problema do valor de contorno, é então realizada uma análise numérica que consiste em avaliar a estrutura da antena considerada a partir da integração dos elementos em que ela foi dividida. Nessa análise, os elementos são representados por matrizes de impedância e a integração é implementada através de portas de circuitos adequadamente escolhidas em número e posicionamento. Na análise numérica, foram consideradas as seguintes estruturas: a cavidade ressonante, a microfita com patch retangular convencional (sem abertura) e a microfita com patch retangular com abertura. A análise foi efetuada para substratos isotrópicos e estendida para o caso de antenas com substratos anisotrópicos uniaxiais através do Método do Mapeamento. São apresentados resultados para a freqüência de ressonância e para a impedância de entrada de antenas de microfita. A parte experimental do trabalho consistiu no projeto, construção e medição de vários protótipos de antenas de microfita com patches retangulares com e sem abertura. Observou-se que os resultados obtidos, através da simulação numérica, apresentaram uma boa concordância com os das medições efetuadas. Os resultados deste trabalho, também, concordaram com os resultados de outros autores, disponíveis na literatura