105
CAPÍTULO
5
5. Conclusões
Este trabalho apresentou uma análise das características das antenas patch de microfita, assim como, as principais técnicas de análise. O trabalho também apresentou dados sobre o que é biomimética e como ela está presente na atualidade. Conceitos biológicos das folhas e de certas plantas que possuem particularidades com relação ao nível de exposição à radiação eletromagnética foi discutido. Além disso, foi avaliado a forma eficaz com que determinados sistemas biológicos se adaptam a diferentes condições ambientais.
As antenas bioinspiradas foram projetadas para funcionamento multibanda. As antenas apresentaram um alto ganho diretivo em suas configurações e um bom desempenho, capaz de operar em diversas aplicações e sistemas de comunicação sem fio. Os parâmetros (perda de retorno, diagrama de radiação e distribuição de densidade de corrente) de cada antena projetada foram analisados e os resultados apresentados. Os protótipos das antenas foram construídos e os medidos através do analisador de rede vetorial. Os resultados simulados e medidos apresentaram concordância.
Em outra perspectiva, uma antena fractal inspirada na Árvore Pitágorica foi projetada, simulada e medida. Os ajustes dos parâmetros que possibilitaram a concepção desse novo projeto foram discutidos e os resultados apresentados. Percebeu-se que utilizando diferentes fatores de escala para um patch de mesma dimensão, foi possível otimizar a resposta em frequência com relação à perda de retorno. Outro aspecto considerado, foi o problema da conexão infinitesimal que existe entre as antenas Pitagóricas, para resolver esse problema foi adotado pequenos círculos conectores em cada junção do patch, através desses círculos a antena apresentou uma melhor resposta multibanda. Um protótipo da antena foi construído e os resultados medidos através do analisador de rede vetorial, foram comparados com os resultados simulados através do software Ansoft Designer. A antena apresentou funcionamento multibanda com operação em sistemas rádio navegação, 4G, WiMAX e comunicações móveis por satélite.
CAPÍTULO 5 - CONCLUSÕES
106 Como proposta para trabalhos futuros, pretende-se desenvolver algoritmos genéticos capaz de realizar uma varredura em um banco de dados e identificar diretamente uma antena bioinspirada correspondente a determinada aplicação.
Outra sugestão para trabalhos futuros é a utilização de técnicas de chaveamento, onde uma rede projetada com várias antenas permuta suas conexões dependendo da aplicação em que for operar. Cada antena será responsável pela cobertura de determinada aplicação e assim pode-se otimizar o sistema em situações que requerem o funcionamento mútuo de diversos sistemas de comunicação sem fio em um único dispositivo.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
107
Referências Bibliográficas
[1] F. Dressler & O. B Akan (2010), “A Survey on Bio-Inspired Networking”, Elsevier. Computer Network.
[2] L. Qu, J. Chen, R. J. Henny, Y. Huang, R. D. Caldwell & C. A. Robinson (2002), “Thidiazuron promotes adventitious shoot regeneration from pothos (Epipremnum aureum) leaf and petiole explants”, In Vitro Cellular & Developmental Biology-Plant, 38(3), 268-271.
[3] P. F. Silva Júnior (2015), “Projeto de Antenas bioinspiradas em Plantas para Sistemas de Comunicação Sem Fio”, Dissertação de Mestrado, IFPB, João Pessoa, PB.
[4] C. M. R Azeredo, M. D. Souza, S. C. F. Batista & G. T. Barcelos (2013), “Geometria Fractal e Progressões Geométricas: Análise de um Simulador de Fractais”, Centro Interdisciplinar de Novas Tecnologias na Educação, UFRGS, IF Fluminense Campus Campos-Centro.
[5] A. G. Deschamps (1953), “Microstrip microwave antenas”, In. 3rd. USAF Symposium on Antennas.
[6] I. F. Costa (2009), “Antenas e superfícies seletivas de frequência reconfiguráveis para sistemas de comunicação sem fio”, Dissertação de Mestrado, UFRN, Natal, RN.
[7] W.R. Deal, Y. Qian & T. Itoh (1999), “Planar Integrated Antenna Technology”,
University of California, Electrical Engineering Department, Microwave Journal, Los
Angeles.
[8] C. A. Balanis (2005), “Antenna Theory: Analysis and Design”, 3a. Ed., John Wiley & Sons, Inc.
[9] A. T. Adams (1974), “An Introduction to the method of moments”, Syracuse Univ. Report RADC TR-73-217, Vol. 1.
[10] M. M. Ney (1985), “Method of Moments as applied to electromagnetics problems”, IEEE
Trans. Micro. Theo. Tech., v. MTT-33, no. 10, pp. 972-980.
[11] M. N. O. Sadiku (2004), “Elementos do Eletromagnetismo”, 3a. Edição, Porto
Alegre: Bookman.
[12] J. L. R Ortiz (2002), “Método de elementos finitos na simulação de dispositivos eletromagnéticos acoplados a conversores estáticos com laço de controle”, Tese de Doutorado, UFSC, Florianópolis, SC.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
108 [13] R. M. Souza (2003), “O Método dos Elementos Finitos Aplicado ao Problema de Condução de Calor”, Notas de Aula, Núcleo de instrumentação e computação aplicada à engenharia (NiCAE), Departamento de Engenharia Civil, UFPA, Belém, PA.
[14] L. M Alves (2007), “Introdução aos Métodos Aproximados em Engenharia: Álgebra Linear, Geometria Analítica, Cálculo e Equações Diferenciais”, Apostila, UFPR, Curitiba, PR.
[15] B. M. Notaros (2012), “Eletromagnetismo”. 1. ed. Pearson / Prentice Hall.
[16] M. M. Afonso (2003), “Métodos híbridos na solução de problemas de espalhamento eletromagnético”, 120 f. Tese de Doutorado, Escola de Engenharia, UFMG, Belo Horizonte, MG.
[17] H. W. Santos (2016), “Desenvolvimento de Antenas de Microfita Miniaturizadas com Polarização Circular para Sistemas de Comunicações sem Fio”, Dissertação de Mestrado, UFRN, Natal, RN.
[18] Y. B Cohen (2006), “Biomimetics: biologically inspired technologies”, Pasadena: Taylor e Fracis. 527p.
[19] Y. B Cohen (2006), “Biomimetics: using nature to inspire human innovation”, London: IOP Publishing, pp. 1-12.
[20] E. J. De Paula, E. M. Plastino, E. C. de Oliveira, F. Berchez, F. Chow & M. C. de Oliveira (2007), “Introdução à Biologia das Criptógamas”, Instituto de Biociências da Universidade de São Paulo, Departamento de Botânica, São Paulo.
[21] E. M. Aoyama & S. C. Mazzoni-Viveiros (2006), “Adaptações Estruturais das Plantas ao Ambiente”, Instituto de Botânica – IBt, São Paulo.
[22] M. Oliveira (2016), Adaptações das plantas ao Ambiente Terreste, Página na Internet, Biologia, O Estudo da Vida.
URL: http://lifebiologia.blogspot.com.br/2010/05/adaptacoes-das-plantas-ao ambiente.html.
[23] M. Begon, C. R. Townsend, J. L. Harper (2007), “Ecologia: de indivíduos a ecossistemas”, 4a. ed. Porto Alegre: Artmed, 752p.
[24] J. A. V Delgado & C. A. V. Mera (2013), “A Bio-inspired patch antenna array using Fibonacci sequences in trees”, IEEE Antennas and Propagation Magazine, v. 55, Nº 5, pp.192-201.
[25] O. Haraz & A. R Sebak (2011), “Numerical and experimental investigation of a novel ultra-wideband butterfly shaped printed monopole antenna with bandstop function”,
Progress In Electromagnetics Research C. Vol. 18, pp. 111 – 121.
[26] J. N. Cruz, R. C. S. Freire, A. J. R. Serres, L. C. M. de Moura, A. P. Costa & P. H. F. Silva (2017), “Parametric Study of Printed Monopole Antenna Bioinspired on the Inga
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
109 Marginata Leaves for UWB Applications”, Journal of Microwaves, Optoelectronics and
Electromagnetic Applications, vol. 16, no. 1, pp.312-313.
[27] M. Yamamoto, D. Tokuyama & T. Nojima (2010), “Design of quase-millimeter wave leaf-shaped bowtie array antenna for UWB applications”, In: IEEE Antennas and
Propagation Soc Symposium. Proceedings, Toronto, p. 1-4.
[28] T. K. Nguyen, I. Woo, H. Han, I. Park & H. Lim (2010), “Four-Leaf Clover-Shaped Antenna on an Extended Hemispherical Lens for a High-Output-Power THz Photomixer”, 35th International Conference on Infrared Millimeter and Terahertz Waves (IRMMW-THz), pp. 1-2.
[29] C. Kim, K. H. Lee, S. Lee, K. T. Kim, & Y. K. Yoon (2012), “A Surface Micromachined High Directivity GPS Patch Antenna with a Four-leaf Clover Shape Metamaterial Slab”, 62nd Electronic Components & Technology Conference 2012, pp. 942-947.
[30] Y. Cui & R. Li (2014), “A broadband dual-polarized four-leaf clover antenna for base stations”, IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium
(APSURSI), Memphis, TN, pp. 420-421.
[31] K. Ebnabbasi (2013), “A Bio-Inspired Printed-Antenna Transmission-Range Detection System”, IEEE Antennas and Propagation Magazine, Boston, v. 55, n. 3, pp. 193-200.
[32] N. J. Ramly, M. K. A. Rahim, M. E. Jalil, N. A. Samsuri & R. Dewan (2014), “Leaf- shaped dual band antenna for wearable application”, International Symposium on
Antennas and Propagation Conference Proceedings, Kaohsiung, pp. 483-484.
[33] L. C. M. de Moura, J. d. N. Cruz, A. P. da Costa, P. H. d. F. Silva & J. C. e Silva (2015), “UWB cotton leaf design microstrip-fed printed monopole antena”, SBMO/IEEE
MTT-S International Microwave and Optoelectronics Conference (IMOC), Porto de
Galinhas, pp. 1-4.
[34] S. R. Patre & S. P. Singh (2015), “Castor leaf-shaped quasi-self-complementary antenna for broadband applications”, International Conference on Microwave and
Photonics (ICMAP), Dhanbad, pp. 1-2.
[35] M. Yamamoto & S. Maeda (2015), “A wideband MIMO antenna using leaf-shaped monopole and notch antennas”, International Symposium on Antennas and Propagation
(ISAP), Hobart, TAS, pp. 1-4.
[36] P. F. da Silva, R. C. S. Freire, A. J. R. Serres, P. H. d. F. Silva & J. C. e Silva (2016), “Bio-inspired antenna for UWB systems”, 1st International Symposium on
Instrumentation Systems, Circuits and Transducers (INSCIT), Belo Horizonte, pp. 153-
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
110 [37] N. O. Parchin, M. Shen & G. F. Pedersen (2016), “End-fire phased array 5G antenna design using leaf-shaped bow-tie elements for 28/38 GHz MIMO applications”, IEEE
International Conference on Ubiquitous Wireless Broadband (ICUWB), Nanjing, pp. 1-
4.
[38] P. F. da Silva Júnior, J. C. e Silva & P. H. F. Silva (2014), “Projeto de uma Antena de Folha para 700 MHz”, MOMAG 2014: 16º SBMO - Simpósio Brasileiro de Micro-
ondas e Optoeletrônica e 11º CBMag - Congresso Brasileiro de Eletromagnetismo,
Curitiba.
[39] F. M. Tanyer-Tigrek, D. P. Tran, I. E. Lager & L. P. Ligthart (2009), “Wide-band tulip-loop antenna”, 3rd European Conference on Antennas and Propagation, Berlin, pp. 1446-1449.
[40] C. H. Silva-Santos, K. Claudio, M. S. Gonçalves, J. R. Brianeze & H. E. Hernández- Figueroa (2009), “Bio-Inspired Algorithms Applied to Microstrip Antennas Design”,
Journal of Computational Interdisciplinary Sciences, Vol. 1, Issue 2, pp. 141-147.
[41] M. N. Mahmoud & H. Elkamchouchi (2011), “A bioinspired microstrip antenna based on the idea of a cockroach antenna”, Microwave and Optical Technology Letters. Vol. 53, N. 1.
[42] J. A. Flint (2006), “A Biomimetic Antenna in the Shape of Bat’s Ear”, IEEE
Antennas and Wireless Propagation Letters. Vol. 5, pp. 145-147.
[43] A. N. Askarpour, A. Gholipour & R. Faraji-Dana (2008), “A Band-Notched Tulip Antenna for UWB Applications”, 38th European Microwave Conference, Amsterdam, pp. 881-884.
[44] O. M. H. Ahmed and A. R. Sebak (2009), “A novel maple-leaf shaped UWB antenna with a 5.0-6.0 GHz band-notch characteristic”, Progress in Electromagnetics Research
C, vol. 11, pp. 39–49.
[45] A. A. Silva Junior, M. R. Ritter, F. M. Zambonim, F. C. Deschamps, F. A. Tcacenco & F. C. Bertoldi (2015), “Um novo ecótipo de Mikania glomerata Spreng.(Asteraceae) rico em óleo essencial no sul do Brasil”, Rev. Fitos, 19-28.
[46] J. H. C. Morais (2011), “Estudos de antenas patch de microfita miniaturizadas em banda larga para aplicações em dispositivos móveis e portáteis”, Dissertação de Mestrado, UFRN, Natal, RN.
[47] D. R. Minervino (2013), “Desenvolvimento de Estruturas Integradas de Filtros e Antenas para Aplicações em Sistemas de Comunicações Sem Fio”, Dissertação de Mestrado, UFRN, Natal, RN.
[48] M. P. Cruz (2014), “Crescimento do girassol “sol noturno”, sob diferentes lâminas de água e substratos, em condições agroecológicas no Município de Lagoa Seca–PB”, Monografia, UEPB, Lagoa Seca, PB.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
111 [49] INCT- Herbário Virtual da Flora e dos Fungos (2017). Página na internet.
URL: http://inct.splink.org.br/
[50] A. Almeida, A. Fraga, J. Oliveira, J. Sousa, M. Granja, P. Walgode & R. Morais (2012), “Efeito Lótus”, Faculdade de Engenharia, FEUP, Porto: Universidade do Porto. [51] C. Borges (2017), Trevo de Quatro Folhas, Página na internet.
URL: http://super.abril.com.br/cultura/por-que-o-trevo-de-quatro-folhas-e-um-
simbolo-de-boa-sorte.
[52] J. I. A. Trindade (2010), “Caracterização de Superfícies Seletivas de Frequência e de Antenas Fractais para Aplicações”, Dissertação de Mestrado, UFRN, Natal, RN.
[53] A. Aggarwal & M. V. Kartikeyan (2010), “Pythagoras Tree: a Fractal Patch Antenna for Multi-Frequency and Ultra-Wide Bandwidth Operations”. Progress In
Electromagnetics Research C, 16, 25-35.
[54] S. Budhauliya, B. R. Dutta & A. Kumar (2013), “Iterated Pythagorean Fractal Tree Multiband Antenna”, International Journal of Scientific and Research Publications, Vol. 3, Issue 9.
[55] S. K. Yadav, K. Vyas & S. Kumar (2013), “A Pythagoras Tree Shape Fractal Antenna for Multiband Applications”, International Journal of Emerging Technology
and Advanced Engineering, Vol. 3, Issue 12.
[56] D. Kumar, A. Kumar & A. K. Singh (2014), “Design Analysis of Pythagoras Tree Shaped Multiband Fractal Antenna”, International Conference on Computational
Intelligence and Communication Networks, Bhopal, pp. 41-45.
[57] R. Sharma & D. N. Kokane (2015), “Pythagorean Tree Multiband Fractal Antenna”,
Int. Journal Eng. Res. Gen. Science, 3, 1031-1035.
[58] F. G. Pereira (2010), “Método De Momentos Aplicado à Solução de Problemas de Espalhamento Eletromagnético”, Dissertação de Mestrado, CEFET-MG, Belo Horizonte, MG.