Estudo computacional para otimização da largura de banda de antenas ressoadoras dielétricas anelares

Abstract

As antenas ressonadoras dielétricas (DRA) surgiram como uma opção promissora às antenas metálicas convencionais, especialmente em frequências de ondas milimétricas e micro-ondas, devido à sua alta eficiência de radiação, design flexível e capacidade de operar em frequências elevadas com menores perdas. O objetivo desta pesquisa foi investigar melhorias na largura de banda dessas antenas por meio de alterações em sua geometria. Foi desenvolvida uma antena DRA cilíndrica anelar, variando parâmetros como o raio interno, a altura e a permissividade dielétrica do material. Para a análise do impacto dessas modificações, foram realizadas simulações computacionais utilizando o software HFSS (High Frequency Structure Simulator), avaliando parâmetros essenciais, como coeficiente de reflexão, diretividade, ganho e padrão de radiação. Os resultados mostraram que essas alterações geométricas contribuíram significativamente para a ampliação da largura de banda de operação, tornando a antena mais eficiente em frequências críticas para aplicações modernas, incluindo redes 5G e sistemas avançados de comunicação sem fio. Além disso, o estudo propõe a utilização de antenas DRA em aplicações de IoT (Internet das Coisas) e redes inteligentes, devido à sua capacidade de integração em dispositivos compactos e sua eficiência na captação e irradiação de sinais. A configuração otimizada apresentada na pesquisa demonstra um desempenho aprimorado, tornando essa abordagem promissora para melhor atender às crescentes demandas por conectividade eficiente e estável em ambientes abundantemente povoados por dispositivos tecnológicos. A principal contribuição deste trabalho está na melhoria do design da antena, mostrando que algumas variações geométricas e de material podem gerar melhorias expressivas no desempenho, favorecendo o desenvolvimento de sistemas de comunicação mais adaptáveis e robustos às novas tecnologias