Estudo e desenvolvimento de um sistema de medição através do uso de micro-ondas para caracterização de refletividade de materiais aplicados à construção civil

Abstract

Os sistemas de comunicação Wireless se tornaram uma área bastante pesquisada no ramo das telecomunicações, uma vez que nos últimos anos esse tipo de comunicação mudou a maneira como os seres humanos se comunicam e trabalham. Com isso, com o advento da tecnologia da comunicação wireless e diante da necessidade de se investigar as propriedades dos materiais que compõem os ambientes indoor, o presente trabalho tem como propósito realizar um estudo sobre refletividade e construir um setup de medição baseado no método do Arco NRL (Naval Research Laboratory), para caracterização de refletividade de materiais aplicados no ramo da construção civil, como também realizar a caracterização elétrica desses materiais. Na caracterização elétrica foi determinado a permissividade relativa, tangente de perdas e condutividade das amostras caracterizadas, no qual foi utilizado o método da sonda coaxial, através do Dielectric Assessment Kit e do VNA (Vector Network Analyzer) Rohde & Schwarz modelo ZND, em que a ponta de prova da sonda coaxial entra em contato com interface do material e através do VNA ocorre a aquisição dos dados. Para a medição de refletividade foi construído um setup fundamentado no método do Arco NRL, em que esse setup é composto por uma estrutura em forma de arco, dois arranjos de antenas de microfita, juntamente com dois refletores, um Lite VNA, um notebook, materiais absorvedores de micro-ondas e um suporte de madeira para apoiar as amostras dos materiais. Os ângulos de incidência e reflexão utilizados na medição da refletividade foram 15°, 30°, 45° e 60°. Na caracterização elétrica observou-se que o comportamento da permissividade relativa complexa apresentou variações para todas as amostras na faixa de frequência estudada, devido ao efeito de relaxação dipolar. Na medição de refletividade foi observado que para o ângulo de 60° os níveis de refletividade alcançaram os maiores valores para todos os materiais, devido ao acoplamento direto entre os arranjos de antenas utilizados. À medida que ocorre a diminuição nos ângulos de incidência e reflexão, aumenta o nível de absorção de energia e, consequentemente, diminui o nível de refletividade. Portanto, diante dos resultados obtidos conclui-se que o conhecimento acerca dos níveis de refletividade dos materiais aplicados em ambientes indoor é necessário para que os projetos e estudos sobre a propagação de sinais na tecnologia wireless sejam mais eficazes.