doctoralThesis
Projeto de absorvedores de micro-ondas do tipo banda dupla usando superfícies seletivas em frequência
Registro en:
MAIA, Anamaria Sena. Projeto de absorvedores de micro-ondas do tipo banda dupla usando superfícies seletivas em frequência. Orientador: Antônio Luiz Pereira de Siqueira Campos. 2022. 115f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica e de Computação) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2022.
Autor
Maia, Anamaria Sena
Resumen
Currently, projects developed in wireless network systems have highlighted studies of signal
confinement. This is due to the need to increase security and restrict the use of services in
which network data must be kept only at the place of use and without external interference.
In this context, research is carried out using microwave absorbers with frequency selective
surfaces (Frequency Selective Surfaces - FSS) as a way to allow the reduction of
electromagnetic interference (Electromagnetic Interference - EMI) and maintain compliance
of systems with characteristics and performance different from the conventional passive
absorbers of Salisbury and Jaumann that present good absorption in the stopband, but with
low transmission. Frequency Selective Absorbers (FSA) are transparent to electromagnetic
waves in the passband while absorbing the desired frequency waves. This work aimed to
design and develop an FSA with efficient absorption in dual band. The proposed structure is
composed of three FSS layers, in which the signals reflected by the conductive layer in the
frequencies of 2.5 and 5.5 GHz (ISM and U-NII bands) are absorbed in the same order.
Whereas, the conductive FSS unit cells are composed of square double turns under an FR-4
substrate, the resistive layers are in single square turns under slab with a resistivity of 50
ohms per square. The developed absorber has a thickness of 0.16 λ for the lowest frequency
absorption range with a bandwidth of 860 MHz, while at a higher frequency it has a
bandwidth of 2 GHz. The experimental results agree with the numerical results of the
simulations, showing an absorptivity of more than 90% at 2.5 and 5.5 GHz, fully covering
the desired ISM and U-NII bands. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Atualmente os projetos desenvolvidos em sistemas de redes wireless têm colocado em
evidência os estudos de confinamento de sinais. Isto se deve à necessidade de aumentar a
segurança e restringir o uso dos serviços nos quais os dados das redes devem ser mantidos
apenas no local de uso e sem interferências externas. Nesse contexto, pesquisas são
desenvolvidas utilizando absorvedores de micro-ondas com superfícies seletivas em
frequência (Frequency Selective Surfaces – FSS) como forma de permitir a redução das
interferências eletromagnéticas (Electromagnetic Interference- EMI) e manter a
conformidade dos sistemas. Com características e desempenho distintos dos absorvedores
passivos convencionais de Salisbury e Jaumann que apresentam boa absorção na banda
desejada, mas com baixa transmissão nas demais faixas. Os absorvedores seletivos em
frequência (Frequency Selective Absorber -FSA) possuem transparência às ondas
eletromagnéticas na banda passante enquanto absorvem nas frequências desejadas. Neste
trabalho projetou-se e desenvolveu-se um FSA com absorção eficiente em banda dupla. A
estrutura proposta é composta de três camadas FSS, em que os sinais refletidos pela camada
condutiva nas frequências de 2,5 GHz e 5,5 GHz (bandas ISM e U-NII) são absorvidos na
mesma ordem. Visto que, as células unitárias FSS condutivas são compostas por espiras
quadradas duplas sob um substrato FR-4, as camadas resistivas são em espiras quadradas
simples sob placas com resistividade de 50 ohms por quadrado. O absorvedor desenvolvido
apresenta espessura de 0,16 λ para a faixa de absorção em menor frequência com largura de
banda de 860 MHz, enquanto na frequência maior apresenta largura de banda de 2 GHz. Os
resultados experimentais estão de acordo com os resultados numéricos das simulações,
mostrando uma absortividade de mais de 90% em 2,5 e 5,5 GHz, cobrindo inteiramente as
bandas ISM e U-NII desejadas.