Interferômetro e sensor multibanda baseados na curva fractal de Hilbert

Abstract

A geometria fractal vem sendo amplamente estudada e aplicada nos projetos de dispositivos planares de micro-ondas. Devido as suas propriedades de autossemelhança e autopreenchimento, elas são aplicadas no projeto de filtros, de superfícies seletivas em frequências, de antenas, etc, principalmente para se obter a miniaturização de suas estruturas e melhora de suas respostas em frequência. Nesse sentido, esta Tese propõe usar a curva fractal de Hilbert para miniaturização de dois dispositivos de micro-ondas. O primeiro é um interferômetro planar reconfigurável em que a linha de atraso é baseada na segunda interação da curva fractal de Hilbert. Diodos PINs são usados para chavear entre os estados ou linhas de atrasos. A reconfiguração da curva fractal de Hilbert aliada ao conceito da fractalidade, possibilita o projeto de interferômetros mais compactos. Resultados de simulação e medição são aqui apresentados para um interferômetro de 3 bits que opera entre 2,7 a 4,5 GHz. O segundo dispositivo consiste em um sensor multibanda fractal utilizando a quarta iteração da curva fractal de Hilbert que é utilizada para se obter um ressoador compacto. No projeto, os resultados de simulação e medição são apresentados e eles estão em boa concordância. O sensor apresenta cincos frequências de ressonâncias: 0,59, 1,73, 2,84, 3,88 e 4,92 GHz. Curvas de calibração foram levantadas com substratos de permissividades conhecidas e elas tiverem alto grau linear. Os resultados mostram que é possível utilizar o sensor para caracterizar permissividade real de substratos com baixas perdas em cinco frequências diferentes.