Projeto de antenas microfita

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José Miranda da Silva Filho
jmsfilho@sfiec.org.br
http://www.aprocuradoconhecimento.com.br
Ideias para projeto de antenas embarcadas
Para dispositivos de pequeno porte e portáteis
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Antena Apple iPhone
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Antena perto de componentes on-board
projetista da antena tem que pensar e estender o projeto que se adeque 
à estrutura mecânica de todo o em torno da antena
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As propriedades usuais da antena:
 Frequência.
 Largura de banda.
 Padrão de radiação.
 Ganho.
 Eficiência.
 Polarização.
Detalhes tecnológicos:
 Materiais.
 Alimentação.
 Montagem.
Questões específicas incorporadas à antena:
 Interação com o em torno dos circuitos.
 Efeitos da antena habitação.
 Interação com o corpo humano.
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Tipos de estruturas usadas como antenas incorporadas
Dipolo
Monopolo
Hélice
Laço
Fenda
F invertida
Patch
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Correntes localizadas na 
estrutura da antena
Correntes forçadas 
no plano terra
Incluir o plano terra
para conseguir maior
abertura efetiva
Evitar o plano de terra que está excessivamente
vinculado com perdas
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Simples antena incorporada
Placa de avaliação de semicondutor Nordic
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Padrão como função do comprimento total
L
< 1/4 λ
E
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~3/8 λ
~1/4 λ
E
~1/4 λ
E
Polarização é importante
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PIFA
Antena planar F invertido
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PIFA de Monopolo
Monopolo
L invertido
F invertido
PIFA
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PIFA de antena Fenda
Slot
Half-Slot
PIFA
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Vantagens da PIFA
 pode ser configurada diretamente para 50 ohms.
 eficiência elevada no fator de forma compacta.
 acoplamento reduzido para meio ambiente.
 baixa taxa de absorção específica.
 pode ser ressonante em várias bandas desejadas de frequência!
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PIFA de Banda Dupla
Fenda
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Perda de retorno da antena de banda dupla PIFA
5%
6%
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Perda de retorno de um celular moderno que utiliza múltipla banda
19%
21%
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Exemplo de projeto
	Antenas planas F invertido (PIFA) são populares em telefones móveis. As principais razões são:
a). Eles são de baixo perfil; 
b). seus padrões de radiação são perto de omnidirecional; 
c). Elas estão instalados sobre os circuitos do telefone, “para reutilizar" o espaço dentro do telefone em algum grau; 
d). Elas exibem uma taxa baixa de absorção específica (SAR). Desenhar um PIFA de banda dual para um aparelho móvel GSM. Deve cobrir 880 – 960 MHz (900 E GSM) e 1710-1880 MHz (DCS 1800 ou GSM 1800). As dimensões devem ser suficientemente pequenas para um aparelho móvel padrão.
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Desenha a ideia: as frequências de dois centro são 920 MHz e 1755 MHz. Devemos criar dois caminhos de corrente que são cerca de ¼ de comprimento de onda.
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Dimensões detalhadas do projeto
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Simulação de HFSS para validar e ajustar o design
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Esboço convergente
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S11 em dB
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3D radiation pattern
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Meshes and current distribution
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A antena foi feita da seguinte forma
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Medido e simulado
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Padrões de antena de celular
Os padrões não são padrões omnidirecionais
 não foram horizontalmente polarização 
de forma ideal
não é inteiramente vertical
A proximidade da mão do usuário e 
a cabeça altera mais o padrão de radiação
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Tendências no desenvolvimento de 
antena embarcada:
 Antena múltiplos sistemas.
 Antenas com geometria reconfigurável.
 Integração de múltiplas antenas dissimilares em um gabinete
 Uso de metamateriais em design da antena
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Medidas dimensionais da antena
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Circuito na mesma placa e antena
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Interior da placa Linksys Wi-Fi .
Duas antenas F invertido dispostas em esquema]
Material do PCB em torno das antenas removidas.
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Antena Ericsson T 200
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Calor, estacando a antena
Antena combinada
Antena não combinada
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 Antena precisa ser montado especificamente e precisamente.
 O processo de montagem da antena deve ser altamente repetitiva de um montagem para outra.
 Antena não pode ser solta ou mudar de posição dentro do pacote.
 Todos os materiais tocando a antena absorvem energia.
 Sempre verifique se sua antena ainda corresponde quando em produção.
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