Síntese de antenas para polarizações tridimensionais

Abstract

Este trabalho tem por objetivo introduzir e investigar o conceito de polarizações tridimensionais, onde o vetor intensidade de campo elétrico pode estar orientado em qualquer direção do espaço. Inicialmente, usa-se um conjunto de antenas dipolos ideais a fim de gerar essas polarizações e também permitir o controle do campo. Demonstra-se a existência de polarização tridimensional num ponto no interior do volume do conjunto e à medida que se afasta deste ponto, a figura formada pelo campo elétrico sofre uma degradação até se aproximar de uma polarização unidimensional (linear) ou bidimensional (circular ou elíptica). Demonstra-se também que antenas reais podem gerar polarizações tridimensionais e, para tal, utilizam-se antenas cornetas piramidais. Apresenta-se um novo método de projeto ótimo com estas antenas a fim de garantir uma maior estabilidade do ganho em relação às variações de suas dimensões de abertura. Além disso, apresentam-se polarizações ortogonais em três dimensões e mostra-se que o conjunto de antenas para geração de polarização tridimensional pode ser usado para controlar tais polarizações a fim de manter a isolação entre sistemas. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT

This work introduces and investigates the concept of three-dimensional polarizations, where the electric field intensity vector can be oriented in any direction in space. Initially, an ideal dipole antenna array is employed in order to generate these polarizations and also control the electric field. It is demonstrated the existence of three-dimensional polarization at a point inside the volume of the array and, as the observation point is moved away, the figure formed by the electric field degrades until it is similar to a one-dimensional (linear) or two-dimensional polarization (circular or elliptical). It is also demonstrated that real antennas can generate three-dimensional polarizations, and for this pyramidal horn antennas are used. It is presented a new method for optimum design of these antennas in order to ensure greater gain stability with respect to variations of the aperture dimensions. Also, orthogonal polarizations are presented in three dimensions and it is showed that the antennas array used for generation of three-dimensional polarization can be used to control such polarizations in order to maintain isolation between systems.