Caracterização de uma família de ressonadores planares: estruturas circulares autossimilares para aplicação de circuitos de micro-ondas
Data
2022-10-14
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Resumo
The present work aims to develop and structure a family of circular and self-similar resonator
devices based on modeling by microstrip technique with planar structures to determine resonances
and frequency bands, allowing to identify and locate the structuresthat resonate. The methodology
behind thisstudy is described in two parts: In the computational elaboration procedure (structuring
and parameterization) and the simulation in different aspects. Mathematical modeling of the
family of resonator devices was carried out, the parameters of wavelength and radii of the central
and adjacent resonator rings were calculated, as well as the boundary conditions for the family of
resonators in a computational environment. The structures that showed adequate resonance levels
were characterized by band-stop filters through the scattering parameters. The construction of
the characteristic filters took place by configuring the parallel of electrical network topologies
(low-pass and/or high-pass) with similar responses. The main and adjacent rings were repaired
to analyze the maximum transmission and maximum resonance. This study also analyzed the
surface current distributions for structures that presented different behavior in relation to their
resonances. In this way, the results show: resonance in different frequency bands, tuning of
parameters for maximum resonance by reparametrization and the dynamics of surface currents
in the resonator rings.
Descrição
O presente trabalho objetiva desenvolver e estruturar uma família de dispositivos ressonadores
circulares e autossimilares baseados em modelagem por técnica de microfita com estruturas
planares para determinar ressonâncias e bandas de frequência, permitindo identificar e localizar
as estruturas que ressoam. A metodologia por trás deste estudo é descrita em duas partes: No
procedimento de elaboração computacional (estruturação e parametrização) e a simulação em
diferentes aspectos. Foram realizadas a modelagem matemática da família dos dispositivos
ressonadores, foram calculados os parâmetros de comprimento de onda e os raios dos anéis
ressonadores central e adjacentes, bem como implementadas as condições de contorno para a
família de ressonadores em ambiente computacional. Foram caracterizadas as estruturas que
apresentaram níveis de ressonância adequados por filtros rejeita-faixa através dos parâmetros de
espalhamento. A construção dos filtros característicos deu-se pela configuração do paralelo de
topologias de rede elétricas(passa-baixa e/ou passa-alta) comrespostassimilares. Foramrealizadas
as reparametrizações dos anéis principal e adjacentes para análise da máxima transmissão e da
máxima ressonância. Este estudo ainda analisou as distribuições de corrente superficiais para
estruturas que apresentaram comportamento distintos com relação as suas ressonâncias. Desta
forma, os resultados mostram: ressonância em diferentes bandas de frequência, sintonização
dos parâmetros para uma máxima ressonância pela reparametrização e a dinâmica das correntes
superficiais nos anéis ressoadores.
Palavras-chave
Ressonadores, Filtros elétricos, Análise computacional
Referência
BERNARDO, Helton Silva. Caracterização de uma família de ressonadores planares: estruturas circulares autossimilares para aplicação de circuitos de micro-ondas. 2022. 77 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Elétrica) - Unidade Acadêmica do Cabo de Santo Agostinho, Universidade Federal Rural de Pernambuco, 2022.