Implementação de conversor de polarização linear-circular para antenas de microfita usando metasuperfícies

This work aims to propose a new model of metasurface with simplified basic cell, able to convert linearly polarized signals generated by planar antenna array in circularly polarized signals, for the ISM frequency band (2.45 GHz), with good bandwidth of return loss and axial ratio. To study the behavior of the proposed structure, the metasurface is coupled to three different structures. First, initial tests are made with the metasurface coupled to a microstrip antenna in its simple configuration. Then the metasurface is coupled to an array with two elements of patch type. And later it is coupled to an optimized array, that uses a stub in its main feed, to get a better impedance matching. The structures are analyzed numerically through Ansoft HFSS™, and to validate these results, the structures are characterized experimentally. The characteristics of transmissions simulated and measures are presented. A good agreement between simulated and measured results was obtained. The structure proposed here has the advantage of meeting the desired characteristics, with a simple geometry to be built using a low-cost substrate (FR-4).

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Este trabalho tem como objetivo propor um novo modelo de metasuperfície com célula básica simplificada, capaz de converter sinais linearmente polarizados gerados por um arranjo de antenas planar em sinais circularmente polarizados, para a faixa de frequência ISM (2,45 GHz), apresentando uma boa largura de banda de perda de retorno e de razão axial. Para poder estudar o comportamento da estrutura proposta, a metasuperfície é acoplada a três estruturas diferentes. Primeiro são feitos testes iniciais com a metasuperfície acoplada a uma antena de microfita em sua configuração simples. Em seguida a metasuperfície é utilizada acoplada a um arranjo com dois elementos do tipo patch. E posteriormente ela é acoplada a um arranjo otimizado, que utiliza um toco em sua alimentação principal, para obter um melhor casamento de impedâncias. As estruturas são analisadas numericamente através do Ansoft HFSS™ e para validar esses resultados, as estruturas são caracterizadas experimentalmente. São apresentadas as características de transmissão simuladas e medidas. Os resultados experimentais mostram uma boa concordância com os resultados simulados. A estrutura aqui proposta apresenta a vantagem de atender as características desejadas, com uma geometria simples de ser construída e utilizando um substrato de baixo custo (FR-4).