Análise de antenas cilíndricas híbridas embutidas via método dos momentos

Abstract

Ademanda por antenas que combinem integração estrutural, alto desempenho e versa tilidade impulsiona a pesquisa em configurações inovadoras. Neste contexto, esta dissertação apresenta a formulação teórica, implementação numérica e validação de um método computacio nal para a análise de antenas cilíndricas híbridas embutidas utilizando o Método dos Momentos (MoM). Essas antenas combinam as vantagens estruturais das antenas conformadas cilíndricas com os aprimoramentos de desempenho das antenas de microfita híbridas, destacando-se pela capacidade de oferecer redução da polarização cruzada e compensação da reatância indutiva, características cruciais para a otimização do desempenho em diversas aplicações. Por meio da utilização do princípio da equivalência, a interface entre a cavidade dielétrica e o ambiente externo é substituída por uma superfície de correntes magnéticas, permitindo a análise independente da cavidade e do espaço livre. A cavidade dielétrica é, assim, modelada como uma estrutura fechada por condutores elétricos perfeitos, permitindo o cálculo dos campos eletromagnéticos via métodos de cavidade ressonante e funções de Green no domínio de Fourier. Acorrente magnética superficial introduzida nessa transformação é discretizada com funções de base senoidais nas direções angular e axial. A ponta de prova de alimentação é modelada como uma fita condutora e incorporada à formulação do MoM, resultando em um sistema linear a partir do qual se obtêm a impedância de entrada e os diagramas de radiação. Um software original, implementado em Matlab, foi desenvolvido para automatizar a análise proposta. A validação dessa ferramenta é realizada por meio de comparações com simulações no HFSS, apresentando excelente concordância nos resultados de impedância e diagramas de radiação. Adicionalmente, um estudo paramétrico foi conduzido para analisar o impacto de parâmetros críticos na acurácia e no tempo de execução, evidenciando a robustez e a eficiência computacional do método proposto.