Publicação: Análise paramétrica e projeto de superfícies seletivas em frequência para aplicações na banda n78 do 5G
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CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::TELECOMUNICACOES
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O presente trabalho apresenta uma análise paramétrica e o projeto de Superfícies
Seletivas de Frequência (FSS) voltadas para a operação na banda n78 (3300 a 3800
MHz) das redes de telecomunicações 5G. O objetivo central do estudo é avaliar como
as variações nos parâmetros geométricos de diferentes espalhadores metálicos e
as propriedades dos substratos dielétricos influenciam o desempenho e a resposta
eletromagnética dessas estruturas. Para contornar o alto custo computacional das si-
mulações de onda completa na fase de síntese, foi desenvolvido um simulador analítico
iterativo denominado "FSS Explorer", fundamentado no Modelo do Circuito Equivalente
(ECM). Através deste software, foram analisadas e otimizadas duas topologias distintas
de elementos rejeita-faixa: Anel Quadrado e Cruz de Jerusalém, visando sintonizar
a frequência de ressonância fundamental em 3,55 GHz sobre diversos laminados
comerciais. A validação do projeto foi realizada mediante a comparação cruzada dos
dados analíticos com simulações rigorosas no software Ansys HFSS. Os resultados
atestam a excelente precisão preditiva do equacionamento analítico na determinação
da frequência central, especialmente em geometrias elementares como o Anel Qua-
drado, consolidando a metodologia de co-simulação e a ferramenta desenvolvida como
instrumentos altamente eficientes para a redução do tempo e esforço computacional
no pré-projeto de filtros espaciais para o 5G.
Abstract
This work presents a parametric analysis and the design of Frequency Selective Sur-
faces (FSS) aimed at operation in the n78 band (3300 to 3800 MHz) of 5G telecom-
munications networks. The main objective of this study is to evaluate how variations in
the geometric parameters of different metallic scatterers and the properties of dielectric
substrates influence the performance and electromagnetic response of these structures.
To circumvent the high computational cost of full-wave simulations during the synthesis
phase, an iterative analytical simulator named "FSS Explorer"was developed, based
on the Equivalent Circuit Model (ECM). Through this software, two distinct topologies
of band-stop elements were analyzed and optimized: Square Loop and Jerusalem
Cross, aiming to tune the fundamental resonance frequency to 3.55 GHz over various
commercial laminates. The design validation was performed through cross-comparison
of the analytical data with rigorous simulations in the Ansys HFSS software. The results
attest to the excellent predictive accuracy of the analytical equations in determining
the center frequency, especially in elementary geometries such as the Square Loop,
consolidating the co-simulation methodology and the developed tool as highly efficient
instruments for reducing the time and computational effort in the pre-design of spatial
filters for 5G.
Palavras-chave
Superfícies Seletivas De Frequência, Redes 5G, Banda N78, Modelo Do Circuito Equivalente, Análise Paramétrica, Simulação Eletromagnética
Citação
SANTOS, Felipe Augusto Ferreira. Análise paramétrica e projeto de superfícies seletivas em frequência para aplicações na banda n78 do 5G. 2026. 70 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Eletrônica e de Telecomunicações) – Universidade Federal de Uberlândia, Patos de Minas, 2026.
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