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Metamateriais Aplicados a Antenas em Comunicações por Satélite na banda-Ka

Lima, E.B. ; Costa, J.R. ; Fernandes, C. A.

Metamateriais Aplicados a Antenas em Comunicações por Satélite na banda-Ka, Proc URSI Seminar of the Portuguese Committee, Lisbon, Portugal, Vol. -, pp. - - -, November, 2013.

Digital Object Identifier: 0

Abstract
O uso de metamateriais no desenvolvimento de antenas é um tópico actual e atractivo devido às novas possibilidades oferecidas. A sua aplicação em sistemasnas fontes primárias de antenas de reflector para satélite pode ser bastante vantajoso vantajosa uma vez que pode permitir reduzir a massa da antena primári e/ou, diminuir o seu perfil.
A crescente procura por um maior número de feixes no serviço de satélites da banda-Ka, tanto para cobertura terrestre como marítima, implica a integração no mesmo espaço físico de mais fontes primárias do por reflector. A utilização de fontes primárias que partilham a mesma abertura tem-se revelado promissora ao mesmo tempo que permite manter reduzidas as dimensões do agregado de antenas reduzidasno foco do reflector, especialmente em perfil. No entanto, as estruturas são muito sensíveis em termos de dimensões, obrigando a rigorosas tolerâncias quando em construção, o que tem penalizado fortemente o desempenho deste tipo de antenas, especialmente quando se procuram soluções de dupla banda (20 e 30 GHZ na banda-Ka). Neste artigo é proposto um método para o projecto de antenas primárias de dupla banda baseadas em antenas de cavidade Fabry-Pérot (ACFP) que permitem uma construção mais fiável e obter melhor concordância com o desempenho previsto por simulação. O método é comprovado através de um protótipo desenvolvido especificamente para a banda-Ka. A parede superior da ACFP corresponde a uma única superfície selectiva na frequência (SSF), composta por um dieléctrico com metalização em ambas as faces. A alimentação da cavidade é efectuada através de fendas recortadas no plano terra, constituído por substrato com dupla metalização. Medidas de desempenho da antena para f = 20 e 30 GHz mostram um ganho de 16.2 dBi e 18.5 dBi com 4.5% e 2.4% de largura de banda respectivamente. A eficiência é superior a 80% e o centro de fase é semelhante em ambas as bandas de frequência, apropriado para iluminar um reflector. Como exemplo é testado um reflector com F/D = 1.3 de forma a obter um ganho razoavelmente constante e superior a 46 dBi em ambas as bandas de funcionamento, com perdas de ganho inferiores a 1.2 dB em cada banda.