AVALIAÇÃO DE PERFORMANCE DE ANTENA MICROSTRIP VESTÍVEL CONSIDERANDO CURVATURA CORPORAL

Resumo

Este trabalho avalia os efeitos da curvatura mecânica imposta em uma antena de microfita com substrato têxtil, posicionada sobre um modelo de cabeça humana, simulando uma situação típica em aplicações de Rede de Área Corporal Sem Fio (WBAN - Wireless Body Area Network). Inicialmente, os parâmetros geométricos da antena são definidos sob condições ideais de espaço livre, assumindo uma frequência central de 5.8 GHz. Em seguida, este trabalho avalia os efeitos da proximidade do corpo e da curvatura da antena nas características operacionais, como frequência de ressonância, largura de banda e padrão de radiação. O projeto e a avaliação da antena empregam modelos de método de elementos finitos. A maioria dos parâmetros geométricos da antena é definida de forma analítica, mas alguns são obtidos usando otimização Nelder-Mead. Além disso, a Taxa de Absorção Específica resultante na cabeça é calculada e comparada com os padrões de segurança internacionais. Os resultados computacionais mostram que a curvatura da antena, quando colocada na cabeça humana, causa um deslocamento relevante na frequência de ressonância. Portanto, o projeto inicial da antena deve fornecer uma largura de banda suficientemente grande para considerar tal efeito prejudicial. Consequentemente, a antena proposta alcançou uma largura de banda de 790 MHz (à custa de um substrato mais espesso), o que garante o funcionamento adequado quando posicionada sobre o corpo em aplicações WBAN. A antena projetada também produziu uma relação frente-costa de 19 dB, minimizando a exposição do cérebro à radiação.