Estudo de antena patch retangular para aplicação em redes sem fio de IoT com tecnologias SIW e Slot

Abstract

Com a evolução dos padrões de sistemas de comunicações sem fio e o advento da Internet das Coisas (IoT) surgiu a massificação dos dispositivos conectados às redes e volumes de dados cada vez maiores, tornando imprescindível o desenvolvimento de componentes capazes de atender às exigências que esse progresso requer. As antenas de microfita são componentes que exercem função essencial nesses sistemas, por serem dispositivos planares, de tamanho reduzido, com baixo custo de produção, fácil integração aos gabinetes dos equipamentos e desempenho adequado. Objetivando aperfeiçoar o desempenho das antenas presentes nos transceptores e equipamentos de usuários, reduzindo perdas na transformação das ondas eletromagnéticas guiadas nas linhas de transmissão em ondas eletromagnéticas irradiadas no espaço livre, esse trabalho propõe uma antena de microfita baseada em um patch retangular com a inserção apropriada do elemento Slot e da tecnologia SIW na estrutura do ressonador para operação em banda larga na faixa de frequência ISM 2,45 GHZ. Com o auxílio dos softwares Scilab 6.1 e ANSYS HFSS® 2019 a antena foi matematicamente modelada e simulada, ajustando-se seus parâmetros para valores de interesse. Posteriormente alguns protótipos iniciais foram produzidos e testados utilizando o Analisador Vetorial de Redes (VNA) para validação dos resultados prévios. Diante das comparações entre os resultados teóricos simulados e os experimentos, é possível afirmar que a junção do elemento Slot à tecnologia SIW contribui para a mitigação da densidade superficial de corrente s e dos efeitos negativos dos campos próximos, melhorando o casamento de impedância e reduzindo as perdas por reflexão.