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Title in Portuguese: Estudo das propriedades dielétricas da matriz cerâmica Ba(Zn1/3Ta2/3)O3 dopada com ZnO2 ou Cr2O3 para aplicações em componentes de micro-ondas
Title: Study of the dielectric properties of the ceramic matrix Ba(Zn1/3Ta2/3)O3 doped with ZnO2 or Cr2O3 for applications in microwave componentes
Author: Costa, Francisco Orlando Santos
Advisor(s): Leite Filho, Raimundo Valmir
Keywords: Ba(Zn1/3Ta2/3)O3
Dielétrico
Micro-ondas
Antenas Ressoadoras Dielétricas
Issue Date: Nov-2017
Citation: COSTA, F. O. S.
Abstract in Portuguese: A expansão das redes de telecomunicações sem fio e o fenômeno da convergência digital trazem a inerente necessidade da pesquisa de novos componentes que assegurem a sustentabilidade e a evolução dos sistemas. Novos tipos de antenas, menores e mais eficientes, são exigidas a medida que novos dispositivos vão surgindo. Neste cenário, as antenas ressoadoras dielétricas, construídas a partir de novos materiais, aparecem como uma excelente opção para substituir as antenas metálicas tradicionais. Este trabalho apresenta o estudo das propriedades dielétricas da matriz cerâmica Ba(Zn1/3Ta2/3)O3 (BZT) dopadas com ZnO2 ou Cr2O3, obtido através do novo método do estado sólido, com vista para sua aplicação como componente de micro-ondas. A caracterização nesta faixa de frequência é realizada com o uso de métodos de medidas de Hakki-Coleman e monopolo. No que tange a medida de monopolo, um esquema de alimentação por sonda única é usado para excitar o modo HEM114 no dielétrico de formato cilíndrico. Para tal são introduzidos conceitos da teoria eletromagnética envolvendo cavidades ressonantes e características dielétricas dos materiais cerâmicos que compõem o ressoador. Além disso, os processos de simulação computacional e de aspectos do protótipo são discutidos. Os resultados são discutidos comparativamente entre o modelo de simulação computacional e os produzidos experimentalmente em laboratório. No estudo feito, observa-se um bom acordo entre os resultados numérico e experimental, evidenciando a viabilidade técnica do material em operar como antena. Outro aspecto explorado do ressoador é sua estabilidade térmica, característica indispensável para dispositivos que operam em micro-ondas.
Abstract: The expansion of wireless telecommunications networks and the phenomenon of digital convergence bring the inherent need for research into new components that ensure the sustainability and evolution of systems. New types of antennas, smaller and more efficient, are required as new devices emerge. In this scenario, dielectric resonating antennas, built from new materials, appear as an excellent choice to replace traditional metal antennas. This work presents the study of the dielectric properties of the Ba(Zn1/3Ta2/3)O3(BZT) ceramic matrix added with ZnO2 or Cr2O3, obtained by the new solid-state method, with a view to its application as a microwave component. The characterization in this frequency range is performed with the use of Hakki-Coleman and monopole measurement methods. As far as the monopole measurement is concerned, a single probe feed scheme is used to excite the HEM114 mode in the cylindrical dielectric mode. For this, concepts of electromagnetic theory involving resonant cavities and dielectric characteristics of the ceramic materials that compose the resonator are introduced. In addition, the computational simulation processes and aspects of the prototype are discussed. The results are discussed comparatively between the computational simulation model and those produced experimentally in the laboratory. In the study, a good agreement between the numerical and experimental results was observed, evidencing the technical feasibility of the material to operate as an antenna. Another explored aspect of the resonator is its thermal stability, a must-have feature for microwave devices.
Description: RODRIGUES, A. B. Alocação de recursos de rádio para sistemas sc-fdma baseado em relaxamento e programação linear. 2016. 73 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e da Computação) - Campus de Sobral, Universidade Federal do Ceará, Sobral, 2016.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/29074
metadata.dc.type: Dissertação
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