Projeto e análise de antenas de microfita miniaturizadas operando em 2,45 ghz para aplicações em Cubesat

Abstract

Este trabalho apresenta o projeto, a simulação e a análise de antenas de microfita miniaturizadas operando em 2,45 GHz, com aplicação voltada a satélites do tipo CubeSat. Com base em fundamentos teóricos da eletromagnetismo aplicado, foram adotadas duas estratégias principais de miniaturização: a mudança do substrato, por meio da escolha de materiais dielétricos de alta permissividade relativa, e a alteração da geometria do patch para o formato meander line. Quatro antenas distintas foram simuladas utilizando o software HFSS®, considerando diferentes combinações de substratos (FR4 e Rogers TMM® 10i) e geometrias. Os parâmetros de desempenho analisados foram frequência de ressonância, coeficiente de reflexão, largura de banda, ganho e área física das antenas. Os resultados mostraram que a variação do substrato contribuiu para a redução de 35,8% da área da antena, mantendo o coeficiente de reflexão próximo a -25 dB, com ganho máximo de até 5,03 dBi. Já a geometria meander line permitiu maior compactação, concedendo 74,2% de miniaturização quando utilizado o FR4 e 85,5% com o Rogers TMM® 10i. Mas a utilização desta técnica reduziu o ganho máximo para valores próximos a -5 dBi . Apesar da largura de banda próxima a 2% em todas as abordagens, os resultados estão dentro dos padrões esperados para antenas compactas. Conclui-se que a integração de antenas miniaturizadas com substratos de baixa tangente de perdas é viável para uso em CubeSats.