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https://tedebc.ufma.br/jspui/handle/tede/7167| Tipo do documento: | Tese |
| Título: | Desenvolvimento de um absorvedor eletromagnético têxtil aplicado às bandas 4G E 5G |
| Título(s) alternativo(s): | Development of a textile electromagnetic absorber for 4G and 5G bands |
| Autor: | CARVALHO, Paulo Henrique Bezerra de ![]() |
| Primeiro orientador: | SANTANA, Ewaldo Eder Carvalho |
| Primeiro membro da banca: | SANTANA, Ewaldo Eder Carvalho |
| Segundo membro da banca: | SILVA JÚNIOR, Paulo Fernandes da |
| Terceiro membro da banca: | BARROS FILHO, Allan Kardec Duailibe |
| Quarto membro da banca: | SOUZA, Francisco das Chagas de |
| Quinto membro da banca: | VASCONCELOS, Jomar Sales |
| Resumo: | Os materiais absorvedores são desenvolvidos com o objetivo de atenuar a radiação eletromagnética e garantir a compatibilidade de equipamentos eletrônicos em ambientes sujeitos a interferências. Embora as transmissões nas faixas de micro-ondas sejam essenciais para sistemas de comunicação, soluções de absorvedores são necessárias para reduzir a intensidade de sinais indesejáveis. Esta Tese apresenta um absorvedor eletromagnético têxtil, flexível e de baixo custo, voltado para as tecnologias 4G e 5G, operando nas frequências de 2,5 GHz e 3,5 GHz. O material desenvolvido consiste em um compósito de grafite natural e poli(álcool vinílico) (PVA) aplicado sobre um substrato de denim. As perdas eletromagnéticas do dispositivo baseiam-se na interação da onda incidente com a condutividade e a permissividade do material, caracterizando-o como um absorvedor do tipo resistivo. Para a comprovação da eficiência do dispositivo, foram fabricadas e testadas quatro amostras, com espessuras variando entre 0,96 mm e 1,05 mm, cujas caracterizações eletromagnéticas foram realizadas em um analisador de redes vetorial (VNA) na faixa de 2 GHz a 4 GHz. As propriedades elétricas foram analisadas para evidenciar o comportamento resistivo por meio de medições de condutividade e permissividade, utilizando os métodos das quatro pontas e da sonda coaxial, respectivamente. Para a identificação das propriedades estruturais e morfológicas do compósito, foram realizadas caracterizações por microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios X (DRX), espectroscopia Raman e espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR). Na faixa de interesse, os resultados revelaram atenuações significativas na faixa de 2 GHz a 3,5 GHz, com valores variando entre -11,89 dB (em 3,5 GHz) e -20,83 dB (em 2,14 GHz). A atenuação média foi de -16,96 dB na faixa de 2 GHz e 2,5 GHz, -16,93 dB entre 2,5 GHz e 3 GHz e -14,58 dB entre 3 GHz e 3,5 GHz. A amostra com melhor absorção apresentou condutividade em corrente contínua (CC) de 1,36 S/m, associada à permissividade imaginária no intervalo de 1 < 𝜀𝑟 ′′ < 1,2 e tangente de perdas dielétricas entre 0,1 < tan δ < 0,15. Com esses resultados, foi possível demonstrar a eficiência do absorvedor, a qual é caracterizada por perdas eletromagnéticas predominantemente por efeito Joule. |
| Abstract: | Absorbing materials are developed to attenuate electromagnetic radiation and ensure the compatibility of electronic equipment in environments subject to interference. Although microwave frequency transmissions are essential for communication systems, absorber solutions are required to reduce the intensity of unwanted signals. This Thesis presents a flexible and low cost textile electromagnetic absorber designed for 4G and 5G technologies, operating at 2.5 GHz and 3.5 GHz. The developed material consists of a natural graphite and poly(vinyl alcohol) (PVA) composite applied onto a denim substrate. The electromagnetic losses of the device are based on the interaction of the incident wave with the conductivity and permittivity of the material, characterizing it as a resistive-type absorber. To verify the device efficiency, four samples were fabricated and tested, with thicknesses ranging from 0.96 mm to 1.05 mm, whose electromagnetic characterizations were performed using a Vector Network Analyzer (VNA) in the 2 GHz to 4 GHz frequency range. The electrical properties were analyzed to demonstrate its resistive behavior through conductivity and permittivity measurements, using the four-point probe and coaxial probe methods, respectively. To identify the structural and morphological properties of the composite, characterizations were performed by scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), Raman spectroscopy, and Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR). In the frequency band of interest, the results revealed significant attenuation between 2 GHz and 3.5 GHz, with values ranging from -11.89 dB (at 3.5 GHz) to -20.83 dB (at 2.14 GHz). The average attenuation was -16.96 dB in the 2 GHz to 2.5 GHz range; -16.93 dB between 2.5 GHz and 3 GHz; and -14.58 dB between 3 GHz and 3.5 GHz. The sample with the best absorption performance presented a direct current (DC) conductivity of 1.36 S/m, associated with an imaginary permittivity in the range of 1 < 𝜀′′ < 1.2 and a dielectric loss tangent between 0.1 < tan𝛿 < 0.15. These results demonstrated the efficiency of the absorber, which is characterized by electromagnetic losses predominantly driven by Joule heating. |
| Palavras-chave: | absorvedor eletromagnético têxtil; material absorvedor de micro-ondas; permissividade complexa; interferência eletromagnética; caracterização eletromagnética. textile electromagnetic absorber; microwave absorbing material; complex permittivity; electromagnetic interference; electromagnetic characterization. |
| Área(s) do CNPq: | Engenharia Elétrica |
| Idioma: | por |
| País: | Brasil |
| Instituição: | Universidade Federal do Maranhão |
| Sigla da instituição: | UFMA |
| Departamento: | DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DA ELETRICIDADE/CCET |
| Programa: | PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE ELETRICIDADE/CCET |
| Citação: | CARVALHO, Paulo Henrique Bezerra de. Desenvolvimento de um absorvedor eletromagnético têxtil aplicado às bandas 4G E 5G. 2026.91 f. Tese (Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Eletricidade/CCET) - Universidade Federal do Maranhão, São Luís, 2026. |
| Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
| URI: | https://tedebc.ufma.br/jspui/handle/tede/7167 |
| Data de defesa: | 1-Jul-2026 |
| Aparece nas coleções: | TESE DE DOUTORADO - PROGRAMA DE PÓS GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE ELETRICIDADE |
Arquivos associados a este item:
| Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
|---|---|---|---|---|
| Paulo_Henirque_Carvalho.pdf | Tese de Doutorado | 3,94 MB | Adobe PDF | Baixar/Abrir Pré-Visualizar |
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