Dissertação de Mestrado

No campo das antenas impressas e em especial das antenas de microlinha, procura-se continuamente antenas que, além de compactas, apresentem um aumento na largura de banda, dada a inerente característica de banda estreita destas antenas. Neste trabalho é apresentado um estudo de diferentes antenas de microlinha para aplicações em sistemas de comunicações sem fio. O objetivo específico deste trabalho foi simular e desenvolver uma antena impressa, com largura de banda como mínimo de 84MHz, de modo de atender os requisitos para sua utilização em redes WLAN (Wireless Local Area Network), operando na banda não licenciada ISM (Industrial, Scientific and Medical), em 2,4GHz. Um tipo de antena bowtie foi selecionado para o projeto final, devido ao fato dele apresentar a menor área impressa entre os tipos de antenas estudadas. Dada a estreita largura de banda apresentada pelas antenas de microlinha, foram estudadas diferentes técnicas para aumentar sua largura de banda e por facilidade de implementação, foi escolhida a técnica de inserir uma camada de ar entre o elemento radiante e o plano terra, obtendo-se satisfatórios resultados através de simulações e testes. Uma contribuição deste trabalho com relação a este tipo de antena bowtie, foi constatar através de simulações, a existência de uma estreita dependência da segunda freqüência de ressonância com a largura (W) da antena. Também foi observado que na segunda ressonância, a antena apresenta maior largura de banda que na freqüência fundamental. Finalmente, uma antena bowtie operando na segunda freqüência de ressonância foi implementada em conjunto com a técnica de inserir uma camada de ar entre o elemento radiante e o plano terra para aumentar ainda mais sua largura de banda. Neste trabalho são apresentados os resultados das simulações e das medições realizadas com os protótipos construídos.

In the field of printed antennas and especially of microstrip antennas, the research of compact antennas with wider bandwidths is continuously required, due to the inherent narrow bandwidth of these antennas. In this work, it is presented a study about different microstrip antennas for wireless communication systems applications. The specific objective of this work was to simulate and develop a printed antenna, with a minimum bandwidth of 84 MHz to fulfill the requirements to be used in WLAN (Wireless Local Area Network) networks, operating in the unlicensed ISM (Industrial, Scientific and Medical) band at 2.4 GHz. A type of bowtie antenna was selected to the final design, because it exhibits the smallest printed area among the different studied antennas. Due to the narrow bandwidth of microstrip antennas, different techniques to enlarge their bandwidth were studied and because of its implementation readiness, the selected technique was the insertion of an air layer between the radiant element and the ground plane, obtaining satisfactory results through simulations and tests. A contribution of this work about this type of bowtie antenna was to evidence through simulations, the existence of a strong dependency of the second resonant frequency on the antenna width (W). It was also observed that in the second resonance frequency, the antenna has a wider bandwidth than in the fundamental frequency. Finally, a bowtie antenna operating in the second resonance frequency was implemented along with the insertion of an air layer between the radiant element and the ground plane to enlarge its bandwidth. The results obtained through simulations and the measures taken from the built prototypes are presented in this work.