Orientador : Attilio Jose Giarola

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas

Resumo: O principal objetivo desta tese consiste na caracterização de novas e modernas estruturas de microondas, as "Linhas de Lâminas" ou "Fin Lines". Estas estruturas são compostas de linhas de fitas ou microfitas adaptadas no plano-E de pequenos guias retangulares de ondas milimétricas. As linhas...

Resumo: O principal objetivo desta tese consiste na caracterização de novas e modernas estruturas de microondas, as "Linhas de Lâminas" ou "Fin Lines". Estas estruturas são compostas de linhas de fitas ou microfitas adaptadas no plano-E de pequenos guias retangulares de ondas milimétricas. As linhas de lâminas são muito importantes em comunicações, pois além de poderem ser utilizadas numa faixa de frequências muito grande, da ordem de 15 GHz a 300 GHz, não apresentam vários problemas existentes em microfitas nas frequências mais altas. São também usadas na fabricação de quase todos os dispositivos de microondas nestas frequências, tais como filtros, acopladores, etc., incluindo dispositivos híbridos de estado s6lido,a bai xo custo e pequenas dimensões. Neste trabalho, estudos foram desenvolvidos para analisar as seguintes novas estruturas: a) Linhas de Lâminas Unilaterais com uma camada dielétrica localizada arbitrariamente no plano-E do guia de ondas; b) Linhas de Lâminas Unilaterais com duas camadas dielétricas justapostas e com localizações arbitrárias no plano-E; c) Linhas de Lâminas Unilaterais com duas camadas dielétricas em lados opostos e localizações arbitrárias; d) Linhas de Lâminas Bilaterais uni-dielétrica com localização arbitrária; e) Linhas de Lâminas Bilaterais contendo duas camadas dielétricas justapostas e internas às lâminas localizadas arbitrariamente no plano-E do guia de ondas milimétricas, e f) Linhas de Lâminas Trilaterais. O método principal de análise utilizado, consiste em usar o eficiente conceito da Linha de Transmissão Equivalente, no domínio espectral da transformada de Fourier, através do poderoso método dos momentos. Um outro método igualmente eficiente também foi desenvolvido, baseando-se nas expansões dos campos elétricos e magnéticos, por meio de funções potenciais, no domínio espectral. Este método contudo, conduz i cálculos mais extensos do que o anterior, para estruturas mais complexas. Neste processo, obtém-se as transformadas de Fourier das funções diádicas de Green, e também aplica - se o método dos momentos. Vários resultados são obtidos para a constante dielétrica efetiva de todas as estruturas citadas, e também para a impedância característica de várias delas, através da elaboração de programas computacionais. Uma grande eficiência e rapidez computacional foi verificada, confirmando a eficácia dos métodos desenvolvidos nesta tese

Abstract: The main objective of this thesis is to characterize various configurations of the new and modern microwave structures known as Fin Lines. These structures are obtained by placing strip or microstrip lines along the E-plane of rectangular millimeter waveguides. Fin Lines are very important...

Abstract: The main objective of this thesis is to characterize various configurations of the new and modern microwave structures known as Fin Lines. These structures are obtained by placing strip or microstrip lines along the E-plane of rectangular millimeter waveguides. Fin Lines are very important in communications because, in addition to their possible use in a wide frequency range, extending from 15 GHz to 300 GHz, they do not have some of the limitations observed at the higher frequencies by microstrip lines. Most of the microwave devices that use strip or microstrip lines at lower frequencies, such as filters, couplers, dividers, etc, including hybrid solid state devices, may be constructed with fin lines, with reasonably small dimensions and at a low cost. In the present work studies were developed to analyze the following new structures: a) Unilateral Fin Lines witll a single dielectric layer arbitrarily located in the E-plane of the waveguide; b) Unilateral Fin Lines with two adjacent dielectric layers, arbitrarily located in the E-plane of the waveguide, c) Unilateral Fin Lines with two dielectric layers oppositely located with respect to the metal fin and arbitrarily lacated in the E-plane of the waveguide, d) Bilateral Fin Lines with a single dielectric layer arbitrarily located in the E-plane of the waveguide, e) Bilateral Fin Lines with twa adjacent dielectric layers between the two metal fins and arbitrarily located in the E-plane af the waveguide, and f) Trilateral Fin Lines. For most of the analysis, the efficient equivalent transmission line method in the spectral domain of the Faurier transform through the powerful moment method was used. Another method, equally efficient and based in the expansion of the electric and magnetic fields by means of potential functions in the spectral domain has also been developed. However, this method leads to more extensive calculations than the previous one when used in more complex structures. In this method the Fourier transform of the dyadic Green's functions are obtained and the moment method is also used. Various results were obtained of the effective dielectric constant for all the structures considered here and of the characteristic impedance of a few of them by means of a digital computer program in a DEC-l0 system. A high computational velocity and efficiency were observed, confirming the efficacy of the methods developed in this thesis