[pt] MODELAMENTO E CARACTERIZAÇÃO DE UMA ANTENA HOLOGRÁFICA DE IMPEDÂNCIA ARTIFICIAL OPERANDO NAS FREQUÊNCIAS DE MICROONDAS E TERAHERTZ

[en] MODELING AND CHARACTERIZATION OF A HOLOGRAPHIC ARTIFICIAL IMPEDANCE ANTENNA OPERATING IN MICROWAVE AND TERAHERTZ FREQUENCIES

[pt] YOIZ ELEDUVITH NUNEZ RUIZ

[pt] ONDAS DE VAZAMENTO

[pt] SUPERFICIE DE IMPEDANCIA ARTIFICIAL

[pt] PRINCIPIO HOLOGRAFICO

[pt] VARREDURA DE FEIXE CONTROLADO POR FREQUENCIA

[pt] TECNOLOGIA SIW

[en] LEAKY-WAVES

[en] ARTIFICIAL IMPEDANCE SURFACE

[en] HOLOGRAPHIC PRINCIPLE

[en] FREQUENCY-CONTROLLED BEAM SCANNING

[en] SIW TECHNOLOGY

[pt] Este trabalho tem como objetivo apresentar o desenvolvimento de uma antena HAIA (Holographic Artificial Impedance Antenna) para potenciais aplicações em sistemas de satélites nas bandas X (8 - 12 GHz) e Ku (12 - 18 GHz), bem como na frequência de terahertz. Como prova de conceito, o protótipo é criado para operar na banda K (18 - 27 GHz), especificamente na frequência de 18,4 GHz. O HAIA é um tipo de antena com ondas vazadas, com um princípio operacional único para radiação de feixe controlado. Devido às suas amplas propriedades de radiação, o grau de liberdade do projeto nos permite explorar o comportamento de resposta da antena e diferentes parâmetros para sua modelagem são estudados. O projeto da antena obedece à teoria estabelecida para a radiação de ondas vazadas na conversão de uma onda de superfície para uma onda com vazamento, onde uma AIS (Artificial Impedance Surface) é caracterizada e distribuída em um substrato dielétrico usando o princípio holográfico desenvolvido no sistema óptico. A fim de minimizar as dimensões da antena, uma fonte planar é estudada para gerar uma onda de superfície e comparada com o desempenho da alimentação de onda de superfície convencional neste tipo de estrutura. Os diferentes projetos são avaliados para a conclusão do melhor resultado e comparados com outros trabalhos. O protótipo final é fabricado para testes experimentais, onde os resultados provam que a antena projetada responde às características modeladas, com uma boa concordância entre os resultados simulados e medidos.

[en] This work aims to present the development of a holographic artificial impedance antenna (HAIA) for potential applications in satellite systems in the X (8 - 12 GHz) and Ku (12 - 18 GHz) bands, as well as in the frequency of terahertz. As a proof of concept, the prototype is created to operate in the K (18 - 27 GHz) band, specifically at the design frequency of 18.4 GHz. HAIA is a kind of leaky-wave antenna (LWA) with a unique operating principle for controlled beam radiation. Due to their radiation characteristics are broad, and the degree of design freedom allows us to explore the antenna performance, different parameters are studied for modeling. The antenna design obeys the established theory for the leaky-wave radiation in the conversion of a surface wave into a leaky-wave, where an artificial impedance surface (AIS) is characterized and distributed on a dielectric substrate using the holographic principle developed in the optical system. In order to minimize the dimensions of the HAIA, a planar surface wave launcher is studied and compared with the performance of conventional surface wave feeding used in this type of structure. A series of designs are evaluated for the conclusion of the best result and compared with other works. The final prototype is manufactured for experimental tests, where the results show that the designed antenna responds to the modeled characteristics with a good agreement between the simulated and measured results.

LUIZ ALENCAR REIS DA SILVA MELLO

MARBEY MANHAES MOSSO

LUIZ ALENCAR REIS DA SILVA MELLO

MARCO ANTONIO GRIVET MATTOSO MAIA

MARBEY MANHAES MOSSO

LENI JOAQUIM DE MATOS

JORGE ANGELO MITRIONE SOUZA

2019-12-19

2019-08-23

[pt] TEXTO

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INGLÊS

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=46440@1

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https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.46440