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Title: Superfície seletiva em frequência inspirada na espiral de Fibonacci com resposta multibanda proximamente espaçada.
Other Titles: Frequency selective surface inspired by the spiral of Fibonacci with closely spaced multiband response.
Superficie selectiva de frecuencia inspirada en la espiral de Fibonacci con respuesta multibanda estrechamente espaciada.
???metadata.dc.creator???: OLIVEIRA, Maciel Alves de.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: SERRES, Alexandre Jean René.
???metadata.dc.contributor.advisor2???: CAMPOS, Antonio Luiz Pereira de Siqueira.
???metadata.dc.contributor.referee1???: FREIRE, Raimundo Carlos Silvério.
???metadata.dc.contributor.referee2???: GURJÃO, Edmar Candeia.
???metadata.dc.contributor.referee3???: GOMES NETO, Alfredo.
???metadata.dc.contributor.referee4???: MELO, Marcos Tavares de.
Keywords: Eletrônica e telecomunicações;Bioinspirado;Superfície seletiva em frequência;Espiral de Fibonacci;FSS em cascata;Multibanda;Electronics and telecommunications;Bioinspired;Frequency selective surface;Fibonacci Spiral;Cascaded FSS;Multiband;Electrónica y telecomunicaciones;Superficie selectiva de frecuencia
Issue Date: 14-Sep-2022
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: OLIVEIRA, Maciel Alves de. Superfície seletiva em frequência inspirada na espiral de Fibonacci com resposta multibanda proximamente espaçada. 2022. 92 fl. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica), Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Centro de Engenharia Elétrica e Informática, Universidade Federal de Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2022. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/29429
???metadata.dc.description.resumo???: Neste trabalho de tese é apresentada uma superfície seletiva em frequência (FSS) em cascata bioinspirada, com resposta em frequência do tipo banda tripla, com ressonâncias proximamente espaçadas, estabilidade angular e independência de polarização. A geometria do elemento da FSS proposta é uma espiral de Fibonacci segmentada. As razões entre as frequências de ressonância são muito próximas, 1,5 da primeira para a segunda banda e 1,4 da terceira para a segunda. A simulação da FSS é realizada usando o software HFSS. Foram realizadas simulações das estruturas propostas, para um melhor entendimento do comportamento da resposta em frequência das FSSs. A análise paramétrica inicial permitiu obter as dimensões físicas, que possibilitaram a aplicação da estrutura proposta em sistemas de comunicações modernos. Nas simulações variando o parâmetro w, largura da fita da espiral, observou-se que à medida em que se aumenta a área metálica na célula unitária, provoca-se um deslocamento para frequências de ressonância mais altas e, simultaneamente, um aumento na largura de banda. Esse aumento na largura da fita da espiral, pode servir como um parâmetro de ajuste das frequências de ressonância ou mesmo das larguras de banda. Inicialmente, foi realizada uma simulação da FSS bioinspirada com uma camada. Observou- se uma ressonância para a polarização horizontal e duas ressonâncias para polarização vertical. As estruturas com apenas uma camada não apresentaram independência de polarização ou estabilidade angular. Assim, foi proposto o cascateamento das duas estruturas, uma FSS com a espiral normal e outra FSS com a espiral girada para a direita em 90°, com um espaçamento de ar de 18mm entre elas. Esse espaçamento influencia o comportamento eletromagnético da FSS, podendo ser usado para melhorar a independência de polarização, por exemplo. Obteve-se uma resposta em frequência multibanda com três frequências de ressonância, operando em bandas comerciais como ISM e 5G.
Abstract: In this thesis work, a cascade bioinspired frequency selective surface (FSS) is presented, with a tri-band frequency response, with closely spaced resonances, angular stability and polarization independence. The element geometry of the proposed FSS is a segmented Fibonacci spiral. The ratios between the resonance frequencies are very close, 1.5 from the first to the second resonance and 1.4 from the third to the second resonance. FSS simulation is performed using the HFSS software. Simulations of the proposed structures were carried out, for a better understanding of the frequency response behavior of the FSSs. The initial parametric analysis allowed obtaining the physical dimensions, which allowed the application of the proposed structure in modern communication systems. In simulations varying the parameter w, width of the spiral strip, it was observed that as the metallic area in the unit cell increases, a displacement to higher resonant frequencies is caused and, simultaneously, an increase in the width of band. This increase in the width of the spiral strip can be used as a parameter for adjusting the resonant frequencies or even the bandwidths. Initially, a simulation of the bioinspired FSS with one layer was performed. One resonance was observed for horizontal polarization and two resonances for vertical polarization. Structures with only one layer did not show polarization independence or angular stability. Thus, it was proposed to cascade the two structures, one FSS with the normal spiral and another FSS with the spiral rotated to the right by 90°, with an air gap of 18mm between them. This gap influences the electromagnetic behavior of the FSS and can be used to improve polarization independence, for example. A multiband frequency response was obtained with three resonant frequencies, operating in commercial bands such as ISM and 5G.
???metadata.dc.description.resumen???: En este trabajo de tesis se presenta una superficie selectiva en frecuencia (FSS) en cascada bioinspirado, con respuesta de frecuencia tribanda, con resonancias poco espaciados, estabilidad angular e independencia de polarización. la geometría del elemento FSS propuesto es una espiral de Fibonacci segmentada. Las razones entre frecuencias de resonancia son muy cercanas, 1,5 de la primera a la segunda banda y 1,4 del tercero al segundo. La simulación FSS se realiza utilizando el software HFSS. Ellos eran Se realizaron simulaciones de las estructuras propuestas, para una mejor comprensión de las Comportamiento de la respuesta de frecuencia de los FSS. El análisis paramétrico inicial permitió para obtener las dimensiones físicas, que permitieron la aplicación de la estructura propuesta en sistemas de las comunicaciones modernas. En las simulaciones variando el parámetro w, ancho de cinta del espiral, se observó que a medida que aumenta el área metálica en la celda unitaria, se provoca un cambio a frecuencias de resonancia más altas y, al mismo tiempo, un aumento en el ancho de banda. Este aumento en el ancho de la cinta espiral puede servir como un parámetro para ajustar frecuencias de resonancia o incluso anchos de banda. Inicialmente, se realizó una simulación del FSS bioinspirado con una capa. observado- si una resonancia para polarización horizontal y dos resonancias para polarización vertical. Las estructuras con una sola capa no mostraron independencia de polarización o estabilidad angular. Así, se propuso la cascada de las dos estructuras, un FSS con la espiral normal y otro FSS con la espiral girada 90° a la derecha, con un espacio de aire de 18 mm entre ellos. Este espaciamiento influye en el comportamiento. campo electromagnético del FSS, que se puede utilizar para mejorar la independencia de la polarización, por ejemplo. Se obtuvo una respuesta de frecuencia multibanda con tres frecuencias de resonancia, operando en bandas comerciales como ISM y 5G.
Keywords: Eletrônica e telecomunicações
Bioinspirado
Superfície seletiva em frequência
Espiral de Fibonacci
FSS em cascata
Multibanda
Electronics and telecommunications
Bioinspired
Frequency selective surface
Fibonacci Spiral
Cascaded FSS
Multiband
Electrónica y telecomunicaciones
Superficie selectiva de frecuencia
???metadata.dc.subject.cnpq???: Engenharia Elétrica
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/29429
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