Impacto de fendas em arco simples e dupla no parâmetro S11 de antenas patch circulares
| dc.contributor.advisor-co1 | COUTINHO, Ianes Barbosa Grécia | |
| dc.contributor.advisor-co1Lattes | http://lattes.cnpq.br/7402698927487139 | |
| dc.contributor.advisor-co1ORCID | https://orcid.org/0000-0001-9043-167X | |
| dc.contributor.advisor1 | COSTA, Andrécia Pereira da | |
| dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/5478432438981293 | |
| dc.contributor.advisor1ORCID | https://orcid.org/0000-0001-7607-8769 | |
| dc.creator | TELES, Luis Alexandre Borges | |
| dc.date.accessioned | 2026-08-03T17:14:09Z | |
| dc.date.available | 2026-08-03T17:14:09Z | |
| dc.date.issued | 2026-07-08 | |
| dc.description.abstract | This work presents an analysis of the impact of single and double arc slots on the S11 parameter of circular patch microstrip antennas. The reference antenna was dimensioned to operate in the TM11 mode at 2.4 GHz, with radius R ≈ 16.98 mm, on an FR-4 substrate with relative permittivity εr = 4.4, loss tangent tan δ ≈ 0.02 and thickness h = 1.5 mm. The feeding was implemented using a quarter-wavelength (λ/4) transformer composed of a main line with width W1D = 5 mm, a narrow section of W1H = 1.5 mm and total length L1 = 31.17 mm. Four configurations were simulated in Ansys HFSS: without slot (reference), with a left arc slot, with a right arc slot and with two arc slots. The slots were modeled as arcs with length Lc = 16.59 mm, width Wc = 1.73 mm, radius Rs = Rd = 13, 63 mm and central angle θ = 60◦. The reference configuration resonated at 2.42 GHz (S11 = −37 dB) and 4.84 GHz (S11 = −14 dB). The left-slot configuration enabled three operating bands: 2.38 GHz, 4.62 GHz and 5.41 GHz. The configuration with the slot on the right exhibited responses similar to those measured with the slot positioned on the left. The dual-slot configuration showed the best multiband performance, with resonances at 2.12 GHz (S11 = −16.73 dB) and 5.05 GHz (S11 = −30.84 dB). The dual-slot prototype was fabricated at the Digital Fabrication Laboratory (FABLAB) of the University Campus of Tucuruí (CAMTUC), Federal University of Pará (UFPA), using CNC laser cutting, and experimentally characterized at the Device Synthesis and Main-tenance Laboratory (SMDLab) with the portable LiteVNA-64 Vector Network Analyzer (VNA), calibrated using the SOL technique. Experimental results confirmed the multiband behavior with resonances at 2.01 GHz (S11 = −15.03 dB) and 5.13 GHz (S11 = −18.86 dB), VSWR of 1.43 and 1.25, and bandwidths of 50 MHz and 120 MHz, respectively. Deviations between simulation and measurement were 5.19% and 1.58%. The good agreement validates the adopted methodology and demonstrates that arc slots are an effective alternative for designing compact multiband antennas suitable for Wi-Fi and IoT applications. | |
| dc.description.resumo | Este trabalho apresenta a análise do impacto de fendas em arco simples e dupla no parâmetro S11 de antenas patch circulares. A antena de referência foi dimensionada para operar no modo TM11 na frequência de 2,4 GHz, com raio R ≈ 16,98 mm, sobre substrato FR-4 com permissividade relativa εr = 4,4, tangente de perdas tan δ ≈ 0,02 e espessura h = 1,5 mm. A alimentação foi implementada por meio de um transformador de quarto de comprimento de onda (λ/4), composto por linha principal de largura W1D = 5 mm e seção estreita de W1H = 1,5 mm, com comprimento total L1 = 31,17 mm. Quatro configurações foram simuladas no software Ansys HFSS: sem fenda (referência), com fenda em arco à esquerda, com fenda em arco à direita e com duas fendas em arco. As fendas foram modeladas como arcos com comprimento Lc = 16,59 mm, largura Wc = 1,73 mm, raio Rs = Rd = 13, 63 mm e ângulo central θ = 60◦. A configuração da antena base apresentou ressonâncias em 2,42 GHz (S11 = −37 dB) e 4,84 GHz (S11 = −14 dB). A configuração com fenda à esquerda habilitou três bandas de operação: 2,38 GHz, 4,62 GHz e 5,41 GHz. A configuração com fenda à direita apresentou respostas similares à medição feita com a fenda do lado esquerdo. A configuração com duas fendas apresentou comportamento multibanda com ressonâncias em 2,12 GHz (S11 = −16,73 dB) e 5,05 GHz (S11 = −30,84 dB). O protótipo da configuração com duas fendas foi fabricado no Laboratório de Fabricação Digital (FABLAB) do Campus Universitário de Tucuruí (CAMTUC), da Universidade Federal do Pará (UFPA), por corte CNC a laser, e caracterizado experimentalmente no Laboratório de Síntese e Manutenção de Dispositivos (SMDLab) com o Analisador Vetorial de Redes (VNA) portátil, modelo LiteVNA-64, calibrado pela técnica SOL. Os resultados experimentais confirmaram o comportamento multibanda, com ressonâncias em 2,01 GHz (S11 = −15,03 dB) e 5,13 GHz (S11 = −18,86 dB), VSWR de 1,43 e 1,25, e larguras de banda de 50 MHz e 120 MHz, respectivamente. Os desvios entre simulação e medição foram de 5,19% e 1,58%. A boa concordância entre os resultados valida a metodologia adotada e demonstra que fendas em arco constituem alternativa eficaz para o projeto de antenas compactas e multibanda com potencial de aplicação em sistemas Wi-Fi e IoT. | |
| dc.identifier.citation | TELES, Luis Alexandre Borges. Impacto de fendas em arco simples e dupla no parâmetro S11 de antenas patch circulares. Orientadora: Andrécia Pereira da Costa; Coorientador: Ianes Barbosa Grécia Coutinho. 2026. 53 f. Trabalho de Curso (Bacharelado em Engenharia Elétrica) – Faculdade de Engenharia Elétrica, Campus Universitário de Tucuruí, Universidade Federal do Pará, Tucuruí, 2026. Disponível em: https://bdm.ufpa.br/handle/prefix/9806. Acesso em:. | |
| dc.identifier.uri | https://bdm.ufpa.br/handle/prefix/9806 | |
| dc.rights | Acesso Aberto | pt_BR |
| dc.rights.license | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil | en |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ | |
| dc.source.uri | Disponível na internet via Sagitta | pt_BR |
| dc.subject | Antena patch circular | |
| dc.subject | Fendas em arco | |
| dc.subject | Microfita | |
| dc.subject | Multibanda | |
| dc.subject | S11 | |
| dc.subject | HFSS | |
| dc.subject | LiteVNA-64 | |
| dc.subject | Circular patch antenna | |
| dc.subject | Arc slots | |
| dc.subject | Microstrip | |
| dc.subject | Multiband | |
| dc.subject.cnpq | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::TELECOMUNICACOES::TEORIA ELETROMAGNETICA, MICROONDAS, PROPAGACAO DE ONDAS, ANTENAS | |
| dc.title | Impacto de fendas em arco simples e dupla no parâmetro S11 de antenas patch circulares | |
| dc.type | Trabalho de Curso - Graduação - Monografia | pt_BR |