Desenvolvimemto e caracterização de antenas ressoadoras dielétricas baseadas em LaNbO4 com adição de Bi2O3

Abstract

Neste trabalho, foi realizada a investigação das propriedades estruturais e dielétricas, bem como a aplicação dos compósitos de LaNbO4 – Bi2O3 como antenas ressoadoras dielétricas (DRAs). A síntese do ortoniobato de lantânio (LaNbO4) foi conduzida através da reação no estado sólido e, após confirmada a obtenção dessa fase cerâmica, procedeu-se à adição mecânica de Bi2O3 em diferentes proporções de 2, 4, 6, 8, 10% em mol, visando a obtenção de compósitos. A adição de Bi2O3 teve como objetivo reduzir da temperatura de sinterização, preservando ou otimizando as propriedades dielétricas da fase LaNbO4 (LNO). As caracterizações estruturais foram realizadas por difração de raios X (DRX) em todas as amostras, sendo o refinamento de Rietveld aplicado exclusivamente à fase LNO pura. Os resultados de Difração de Raios X (DRX) confirmaram a formação da fase monoclínica LaNbO4, e para os compósitos não foram observadas reações adicionais após a adição de óxido de bismuto (Bi2O3) na matriz LaNbO4. Quanto às propriedades dielétricas na região de micro-ondas, verificou-se que os compósitos apresentaram valores crescentes de permissividade relativa (ε’r), com valor máximo de 14,79 para a amostra LNOB10. Em relação à tangente de perdas dielétricas (tg δ), os materiais apresentaram perdas na ordem de 10-3, com exceção da amostra LNOB2, que apresentou o menor valor de tg δ, 8,70×10-4. O coeficiente térmico da frequência de ressonância (τf) permaneceu positivo, indicando que não houve alterações significativas com a adição de Bi2O3. Nas simulações, as curvas de coeficiente de reflexão (S11), impedância real (Z’) e imaginária (Z”) apresentaram excelente concordância com os resultados experimentais. Os parâmetros de campo distante mostraram diretividade acima de 4,91 dBi, ganho entre 4,88 e 5,57 dBi, e eficiência superior a 95%. Esses resultados validam o uso do LaNbO4 adicionado de Bi2O3 como material promissor para antenas compactas operando na faixa de micro-ondas, com potencial aplicação em dispositivos de comunicação.