Estudo numérico de antenas ressoadoras dielétricas: aplicando técnicas para aumento da largura de banda e atuando na faixa UWB

Abstract

O estudo de antenas ressoadoras dielétricas (DRAs) tem ganhado destaque devido às suas vantagens, como alta eficiência, baixo custo de fabricação e flexibilidade para operação em diversas faixas de frequência. Este trabalho investiga, por meio de simulações computacionais, técnicas para melhorar a largura de banda das DRAs, com foco na atuação na faixa de ultra wideband (UWB), que cobre de 3,1 GHz a 10,6 GHz, conforme especificado pela FCC (Federal Communications Commission), e tem aplicações em comunicações sem fio, radares e sensores. As técnicas exploradas incluem modificações geométricas na estrutura da DRA, alimentação por um monopolo central, empilhamento de DRAs, potencializando o desempenho da antena. Simulações numéricas foram realizadas utilizando software baseado no método dos elementos finitos (FEM), o High Frequency Simulation Software (HFSS). Esse método permite uma análise precisa de parâmetros como a largura de banda, ganho, diretividade, eficiência de radiação, padrão de radiação e perdas de retorno. Os resultados obtidos indicaram que as técnicas implementadas resultaram em um aumento expressivo da largura de banda, cobrindo parte da faixa UWB. Além disso, foram observados padrões de radiação estáveis, ganhos elevados e coeficientes de reflexão menores que -10 dB em toda a faixa de operação, características que confirmam a viabilidade das soluções propostas. Este estudo contribui para o avanço tecnológico das DRAs, oferecendo soluções viáveis para aplicações em sistemas de comunicação modernos que demandam altas taxas de dados e confiabilidade.