Análise da antena planar de F-invertido pelo método das diferenças finitas no domínio do tempo

Abstract

Neste trabalho é apresentada uma análise da antena planar F-invertido (PIFA) com o objetivo de identificar os parâmetros geométricos que influenciam nas características de desempenho: frequência de ressonância, perda de retorno e largura de banda. Para realizar este estudo é desenvolvido um algoritmo em linguagem C baseado no método das Diferenças Finitas no Domínio do Tempo (FDTD). Duas PIFAs de geometria distintas foram investigadas. O primeiro modelo trata da geometria tradicional de elemento irradiador e plano de terra, ambos retangulares. Já o segundo modelo apresenta a fenda em formato de L no elemento irradiador, para operação em frequência dupla, e o plano de terra em formato de T, visando a aumentar a largura de banda. Os resultados da simulação do algoritmo identificam os parâmetros que influenciam no aumento nas duas larguras de banda, e são aplicados na prototipação de uma PIFA GSM-900 e GSM-1800. As medidas de laboratório do protótipo evidenciam os resultados previstos pelo algoritmo.

A Planar Inverted-F Antenna (PIFA) analysis is presented in this work, aiming to identify the geometric parameters that influence the antenna performance, such as resonant frequency, return loss and bandwidth. To accomplish this goal, an algorithm in C language based on the Finite-Difference Time-Domain (FDTD) method is developed. Two PIFAs with distinct geometries are investigated. The first one corresponds to a typicall rectangular patch and ground plane, The second model presents an L-shaped slot for dual frequency band operation, combined with a T-shaped ground plane, in order to increase the bandwidth. The simulated results obtained by algorithm identify the parameters that respond for both bandwidths enhancement, and are applied in a PIFA GSM-900/GSM-1800 practical project. The prototype’s measurements confirm the simulated results.