Análise numérica computacional de antenas e metamaterias utilizando ti3c2tx mxene como material ressonador na banda terahertz (THz)

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dc.contributor.advisor1COSTA, Marcos Benedito Caldas
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7636226766852440pt_BR
dc.creatorSOARES, Edson Miranda
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/4375277517045742pt_BR
dc.date.accessioned2023-05-26T12:33:34Z
dc.date.available2023-05-26T12:33:34Z
dc.date.issued2023-05-04
dc.description.abstractThere is a need to improve telecommunication technologies to meet increasingly high standards, as well as the development of new methods of analysis, characterization and identification of materials and objects. This study elaborates the design of antennas and metamaterials for applications in the THz gap, a viable range for applications in telecommunication and Imaging. The devices are made of silica as dielectric material and use Ti3C2Tx MXene as resonator medium. The project was simulated by computational numerical analysis, using the COMSOL Multiphysics software for the simulation of the antennas and metamaterials and MATLAB for the modeling of the antennas and development of the numerical models of Drude-Smith and Drude-Lorentz, aiming to represent the optical properties of the Ti3C2Tx MXene . The Metamaterial behaved as a negative ε medium (ENG) in the 1-3 THz range, as a negative μ medium (MNG) with near zero permittivity (ENZ) in the 3-6 THz range, with absorbance peaks in between 6-7 THz and reflectance at 3-4 THz. The antennas presented consistent results for low profile antennas, containing three resonance modes TM10, TM02 and TM20. The TM10 fundamental mode resonated between 3.1-3.2 THz with a reflection coefficient of -36.478 dB, presenting a bandwidth of 16.44%, being the predominant resonance mode, the increment of MTM resulted in an increase in bandwidth in TM20 mode in the 6-7 THz bands with -24.38 dB and 1.13 dBi gain in fundamental mode for Ti3C2Tx MXene modeled by Drude-Smith, presenting a total of 3.76 dBi. The antennas with Ti3C2Tx MXene modeled by Drude-Lorentz presented TM20 mode with greater resonance containing reflection coefficient of – 36.613 dB and bandwidth of 21.8%, in these antennas the MTM increment promoted a gain increase of only 0.86 dBi in TM10 mode, which obtained a gain of 2.48 dBi.en
dc.description.resumoHavendo a necessidade de aprimoramento das tecnologias de telecomunicação para atender parâmetros cada vez mais elevados, assim como o desenvolvimento de novos métodos de análise, caracterização e identificação de materiais e objetos. Nesse estudo é elaborado projeto de antenas e metamateriais para a aplicações no THz gap, faixa viável para aplicações em telecomunicação e Imaging. Os dispositivos são constituídos de sílica como material dielétrico e utiliza Ti3C2Tx MXene como meio ressonador. O projeto foi simulado por análise numérica computacional, utilizando os softwares COMSOL Multiphysics para as simulações das antenas e metamateriais e MATLAB para a modelagem das antenas e desenvolvimento dos modelos numéricos de Drude-Smith e Drude-Lorentz, visando representar as propriedades óticas do Ti3C2Tx MXene. O Metamaterial apresentou comportamento como meio de ε negativo (ENG) na faixa de 1-3 THz, como meio de μ negativo (MNG) com permitividade próximo de zero (ENZ) na faixa de 3-6 THz, contendo picos de absorbância em entre 6-7 THz e reflectância em 3-4 THz. As antenas apresentaram resultados coerentes para antenas de baixo perfil, contendo três modos de ressonância TM10, TM02 e TM20. O modo fundamental TM10 Ressoou entre 3,1-3,2 THz com coeficiente de reflexão de -36,478 dB apresentando largura de banda de 16,44 %, sendo o modo de ressonância predominante, o incremento de MTM resultou no aumento da largura de banda no modo TM20 nas faixas de 6-7 THz com -24,38 dB e ganho de 1,13 dBi no modo fundamental para Ti3C2Tx MXene modelado por Drude-Smith, apresentando o total de 3,76 dBi. As antenas com Ti3C2Tx MXene modelado por Drude-Lorentz apresentaram modo TM20 com maior ressonância contendo coeficiente de reflexão de – 36,613 dB e largura de banda de 21,8%, nessas antenas o incremento de MTM fomentou aumento de ganho de 0,86 dBi somente no modo TM10, ao qual obteve ganho de 2,48 dBi.pt_BR
dc.identifier.citationSOARES, Edson Miranda. Análise numérica computacional de antenas e metamaterias utilizando ti3c2tx mxene como material ressonador na banda terahertz (THz). Orientador: Marcos Benedito Caldas Costa. 2023. 118 f. Trabalho de Curso (Bacharelado em Engenharia de Materiais) – Campus Universitário de Ananindeua, Universidade Federal do Pará, Ananindeua, 2023. Disponível em: https://bdm.ufpa.br:8443/jspui/handle/prefix/5746. Acesso em:.pt_BR
dc.identifier.urihttps://bdm.ufpa.br/handle/prefix/5746
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.sourceDisponível na internet via Sagiitapt_BR
dc.subjectAntenas de plaquetapt_BR
dc.subjectMetamateriaispt_BR
dc.subjectSimulação numéricapt_BR
dc.subjectAntennas patchen
dc.subjectMetamaterialsen
dc.subjectNumerical simulationen
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA DA MATERIA CONDENSADA::MATERIAIS DIELETRICOS E PROPRIEDADES DIELETRICASpt_BR
dc.titleAnálise numérica computacional de antenas e metamaterias utilizando ti3c2tx mxene como material ressonador na banda terahertz (THz)pt_BR
dc.typeTrabalho de Curso - Graduação - Monografiapt_BR

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