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dc.creatorPaulino, Joel Elias-
dc.date.accessioned2026-08-12T18:55:59Z-
dc.date.available2026-08-12T18:55:59Z-
dc.date.issued2026-04-15-
dc.identifier.citationPAULINO, Joel Elias. Antena de microfita multimodo (TM03/TM11) com ganho e largura de banda aprimorados para 5G em 3,5 GHz. 2026. 37 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Eletrônica e de Telecomunicações) - Universidade Federal de Uberlândia, Patos de Minas, 2026.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufu.br/handle/123456789/49480-
dc.description.abstractThis work presents the design, analysis, and experimental validation of a microstrip antenna developed for operation in the 3.5 GHz band for fifth-generation (5G) wireless communication systems. The proposed antenna is based on the controlled combination of higher-order resonant modes in a rectangular patch modified by metallic shorting vias, enabling the simultaneous excitation of the TM03-like and TM11-like modes. The introduction of these vias alters the electromagnetic boundary conditions of the resonant cavity, bringing two resonances closer together and producing a dual-resonance response responsible for bandwidth enhancement. Initially, a reference antenna operating in the fundamental TM10 mode was analyzed based on the cavity model and full-wave electromagnetic simulations performed in Ansys HFSS. Then, the structure was redesigned for the target frequency range through the systematic adjustment of its geometric parameters, with special emphasis on the W/L ratio, identified as the key variable for controlling the frequency spacing between the excited resonant modes. The simulated results showed a 14.65% fractional impedance bandwidth for the criterion |S11| ≤ −10 dB, covering the frequency range from 3.29 to 3.81 GHz, with realized gain varying from 7.21 to 9.56 dBi and reaching a peak value of 9.62 dBi. The experimental validation of the fabricated prototype, in terms of |S11|, showed good agreement with the numerical predictions, yielding a measured bandwidth of 16.03%, from 3.27 to 3.84 GHz. In addition, the simulated radiation patterns exhibited stable behavior over the operating band, with predominantly broadside radiation and no significant sidelobes. The obtained results demonstrate that the adopted modal-combination strategy is an efficient approach for developing microstrip antennas with enhanced bandwidth, relatively high gain, and simple geometry, thus properly meeting the operational requirements of the 3.5 GHz 5G band.pt_BR
dc.description.sponsorshipPesquisa sem auxílio de agências de fomentopt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Uberlândiapt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/*
dc.subjectAntena de microfitapt_BR
dc.subjectMicrostrip antennapt_BR
dc.subjectModos superiorespt_BR
dc.subjectvias de curto-circuitopt_BR
dc.subjectlargura de bandapt_BR
dc.subjectganhopt_BR
dc.subject5Gpt_BR
dc.subjecthigher-order modespt_BR
dc.subjectshorting viaspt_BR
dc.subjectbandwidthpt_BR
dc.subjectGainpt_BR
dc.titleAntena de microfita multimodo (TM03/TM11) com ganho e largura de banda aprimorados para 5G em 3,5 GHzpt_BR
dc.typeTrabalho de Conclusão de Cursopt_BR
dc.contributor.advisor-co1Borges, Fábio Silva-
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9067445007740340pt_BR
dc.contributor.advisor1Santos, Renan Alves dos-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0181780491504693pt_BR
dc.contributor.referee1Anjos, André Antônio dos-
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6367465858959780pt_BR
dc.contributor.referee2Brandão, Guilherme Lopes de Figueiredo-
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/0862734683047770pt_BR
dc.description.degreenameTrabalho de Conclusão de Curso (Graduação)pt_BR
dc.description.resumoEste trabalho apresenta o projeto, a análise e a validação experimental de uma antena de microfita desenvolvida para operar na faixa de 3,5 GHz, destinada a aplicações em sistemas de comunicação sem fio de quinta geração (5G). A proposta baseia-se na combinação controlada de modos superiores de ressonância em um patch retangular modificado por vias metálicas de curto-circuito, possibilitando a excitação simultânea dos modos TM03-like e TM11-like. A inserção dessas vias altera as condições de contorno eletromagnéticas da cavidade ressonante, promovendo a aproximação entre duas ressonâncias e resultando em uma resposta de dupla ressonância responsável pela ampliação da largura de banda. Inicialmente, foi analisada uma antena de referência operando no modo fundamental TM10, com base no modelo de cavidade e em simulações eletromagnéticas em onda completa no software Ansys HFSS. Em seguida, a estrutura foi reprojetada para a faixa de interesse por meio do ajuste sistemático de seus parâmetros geométricos, com destaque para a razão W/L, identificada como variável-chave no controle do espaçamento entre as frequências ressonantes dos modos excitados. Os resultados simulados indicaram largura de banda fracionária de 14,65% para o critério |S11| ≤ −10 dB, cobrindo a faixa de 3,29 a 3,81 GHz, com ganho realizável variando entre 7,21 e 9,56 dBi e valor máximo de 9,62 dBi. A validação experimental do protótipo fabricado, em termos de |S11|, mostrou boa concordância com as previsões numéricas, evidenciando largura de banda de 16,03%, entre 3,27 e 3,84 GHz. Adicionalmente, os diagramas de irradiação simulados mostraram comportamento estável ao longo da banda de operação, com irradiação predominantemente na direção broadside e ausência de lóbulos laterais significativos. Os resultados demonstram que a estratégia de combinação modal empregada constitui uma alternativa eficiente para o desenvolvimento de antenas de microfita com largura de banda ampliada, ganho relativamente elevado e geometria simples, atendendo de forma adequada aos requisitos de operação na faixa de 3,5 GHz destinada ao 5G.pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.courseEngenharia de Eletrônica e Telecomunicaçõespt_BR
dc.sizeorduration37pt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::TELECOMUNICACOES::TEORIA ELETROMAGNETICA, MICROONDAS, PROPAGACAO DE ONDAS, ANTENASpt_BR
dc.orcid.putcode223544614-
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