Projeto de um monopolo Hi para aplicações no sistema brasileiro de TV digital

A presente pesquisa trata o projeto e análise de uma antena monopolo planar com geometria modificada visando sua utilização para recepção do sinal de TV digital operante no Brasil na faixa de 470 MHz a 806 MHz. Faixa essa contida no espectro de UHF – Ultra High Frequency (300 MHz a 3 GHz). Para desenvolvimento desse trabalho foi tomado como referência à antena denominada “The Hi Monopole”. Que originalmente foi apresentada para operar em sistemas UWB (Ultra Wide Band) em 3,1 a 10,6 GHz. Para o desenvolvimento do trabalho proposto, diferentes técnicas de adequação da antena podem ser utilizadas para operação em banda larga, tais como: modificação na estrutura da antena, carregamento resistivo, chaveamento, utilização de elementos parasitas e estruturas de casamento. O projeto de antenas banda larga pode ser realizado a partir de três abordagens diferentes: domínio do tempo, domínio da frequência e método de expansão por singularidades. O método no domínio da frequência foi empregado neste trabalho para o projeto da antena proposta, algumas das técnicas supracitadas foram analisadas almejando o aumento da largura de banda, sendo confeccionado um protótipo da antena para validar os conceitos empregados. A antena foi então projetada para a faixa de 470 MHz a 890 MHz. O protótipo construído para essa mesma faixa apresentou bons resultados, o que valida à técnica empregada. Aspectos positivos e negativos do uso desta técnica são discutidos ao longo do trabalho. O programa computacional comercial CST® MICROWAVE STUDIO, baseado na Técnica da Integração Finita (FIT), foi usado para simulações no domínio da frequência.

ABSTRACT: This research deals with the design and analysis of a planar monopole antenna with modified geometry aiming its use for signal reception of digital TV in Brazil working in the of 470 MHz to 806 MHz. Track this contained in the spectrum of UHF-Ultra High Frequency (300 MHz to 3 GHz). To develop this work was taken as reference the antenna called "The Hi Monopole". What originally was presented to operate in UWB (Ultra Wide Band) at 3.1 to 10.6 GHz. For the development of the proposed work, different techniques of adjustment of the antenna can be used for broadband operation, such as: changes in the structure of antenna, resistive loading, switching, using of parasitic elements and matching structures. The design of broadband antennas can be made from three different approaches: time domain, frequency domain and expansion for singularities method. The frequency domain method was employed in this work to the antenna design proposed, some of the techniques mentioned above were analyzed aiming to increase bandwidth, and made a prototype of the antenna to validate the concepts employed. The antenna was designed for the range of 470 MHz to 890 MHz. the prototype built for this same range presented good results, which validates the technique employed. Positive and negative aspects of use of this technique are discussed throughout the work. The commercial computer program CST® MICROWAVE STUDIO, based on the Finite Integration Technique (FIT) was used for simulations in frequency domain.