Author(s): Calhau, Luís Miguel Fernandes
Date: 2009
Persistent ID: http://hdl.handle.net/10400.21/2945
Origin: Repositório Científico do Instituto Politécnico de Lisboa
Subject(s): Comunicações Móveis; Antenas; PIFA; Estruturas EBG; Mobile communications; Antennas; EBG structures
O desenvolvimento dos sistemas de comunicações móveis tem vindo a ser cada vez maior, fazendo com que os sistemas funcionem em várias bandas de operação. Neste sentido, surge a necessidade de desenvolver antenas que superem aquelas já existentes, ao nível das suas propriedades electromagnéticas, para que os sistemas apresentem uma maior qualidade e possam corresponder às exigências inerentes ao desenvolvimento das sociedades. O objectivo desta dissertação de Mestrado é dimensionar, construir e medir uma antena multi-banda para comunicações móveis, com base em estruturas EBG (Electromagnetic Band-Gap) que melhorem o comportamento electromagnético daquelas já existentes, para a banda de frequências de 2.4 GHz e de 5.2 GHz. Começa-se por fazer-se um estudo acerca do estado da arte de estruturas EBG, muito utilizadas em várias áreas, nomeadamente a área das antenas, área sobre a qual esta dissertação assenta. Posteriormente é feita uma breve introdução às antenas microstrip, particularizando de seguida para antenas PIFA e as suas características. Posteriormente é feito o estudo de uma antena PIFA, com e sem a influência de estruturas EBG, para as bandas de 2.4 GHz e 5.2 GHz. Posteriormente são apresentados e comparados resultados das várias antenas. Da análise desses resultados, verifica-se que é possível obter uma antena de baixo perfil com a utilização de estruturas EBG como plano de massa. Além disso, verifica-se também que é possível diminuir a radiação traseira e aumentar a largura de banda. Finalmente, são apresentadas algumas conclusões e várias propostas de trabalho futuro.
Developments in mobile communications systems have been growing, making systems to work in multiple operating bands. Therefore, emerges the need to develop antennas that can overcome the ones that already exists in terms of their electromagnetic properties, so that the systems can present higher quality and can respond to the demands inherent to the society’s development. The objective of this MSc is to scale, build and measure a multi-band antenna for mobile communications, based on EBG structures that improve the electromagnetic behavior of those that already exists, in the frequency range of 2.4 GHz and 5.2 GHz. It starts by doing a study on the state of the art of EBG structures, widely used in various areas, including antennas, the area over which this dissertation is based. Then, a brief introduction to microstrip antennas is made, focusing then on PIFA antennas and their characteristics. Next a PIFA antenna is studied, with and without the influence of EBG structures for the bands of 2.4 GHz and 5.2 GHz. From the analysis of those results, one can be seen that it’s possible to obtain a low profile antenna with an EBG ground plane. Hence, it is also possible to decrease backward radiation and to increase bandwidth. Finally, there are presented some conclusions and several proposals for future work.
