Geração de RF usando linhas de transmissão não lineares discretas para aplicações radar

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Leandro Carvalho Silva
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPE
Texto Completo: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m21c/2019/12.10.11.17
Resumo: As Linhas de Transmissão Não Lineares (LTNLs) vêm sendo estudadas para a geração de sinais de radiofrequências (RF) para diversas aplicações, como radares aeroespaciais, sistemas de ataque eletrônico, telecomunicações e equipamentos eletromédicos. Contudo, poucos trabalhos apresentaram resultados experimentais relacionados às técnicas de extração dos sinais de RF da linha, bem como a transmissão e a recepção de sinais de RF através de antenas. Embora a maioria dos estudos esteja concentrada em LTNLs de alta potência, um experimento de baixa tensão permite a construção de LTNLs compactas utilizando componentes Commercial-off-the-shelf (COTS), que podem ser caracterizadas por meio de medições com boa precisão em laboratório. Esse tipo de experimento permite a investigação das características de propagação dos sólitons gerados, tais como atraso de tempo, largura do pulso, frequência e número de oscilações. Tendo em vista que diversas aplicações para as LTNLs requerem a geração e irradiação de sinais de RF, esta dissertação teve o objetivo de apresentar um estudo experimental com LTNLs capacitivas de baixa tensão, que foram projetadas, simuladas, construídas e testadas em laboratório. Os projetos das LTNLs foram validados por simulações com o software LTspice, e as linhas foram construídas em placas de circuito impresso com indutores comerciais e diodos varicaps como elementos não lineares. Os sinais de RF foram extraídos através de circuitos de desacoplamento conectados na saída da linha, como casador de impedâncias e filtro passa-alta. Este trabalho apresenta como resultado inédito a geração de sinais de RF atingindo a frequência de 280 MHz utilizando LTNL capacitiva. Esses sinais foram perfeitamente transmitidos e recebidos através de antenas. Portanto este estudo tem como principal contribuição científica a comprovação da capacidade de geração e irradiação de sinais de RF através de LTNLs para prospectivas aplicações radar.
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spelling info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisGeração de RF usando linhas de transmissão não lineares discretas para aplicações radarRF generation using discrete nonlinear transmission lines for radar applications2019-12-05José Osvaldo RossiElizete Gonçalves Lopes RangelJoaquim José Barroso de CastroLauro Paulo da Silva NetoLeandro Carvalho SilvaInstituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)Programa de Pós-Graduação do INPE em Engenharia e Gerenciamento de Sistemas EspaciaisINPEBRlinha de transmissão não linearradiofrequênciadiodo varicapsólitonradarnonlinear transmission lineradio frequencyvaractor diodesolitonradarAs Linhas de Transmissão Não Lineares (LTNLs) vêm sendo estudadas para a geração de sinais de radiofrequências (RF) para diversas aplicações, como radares aeroespaciais, sistemas de ataque eletrônico, telecomunicações e equipamentos eletromédicos. Contudo, poucos trabalhos apresentaram resultados experimentais relacionados às técnicas de extração dos sinais de RF da linha, bem como a transmissão e a recepção de sinais de RF através de antenas. Embora a maioria dos estudos esteja concentrada em LTNLs de alta potência, um experimento de baixa tensão permite a construção de LTNLs compactas utilizando componentes Commercial-off-the-shelf (COTS), que podem ser caracterizadas por meio de medições com boa precisão em laboratório. Esse tipo de experimento permite a investigação das características de propagação dos sólitons gerados, tais como atraso de tempo, largura do pulso, frequência e número de oscilações. Tendo em vista que diversas aplicações para as LTNLs requerem a geração e irradiação de sinais de RF, esta dissertação teve o objetivo de apresentar um estudo experimental com LTNLs capacitivas de baixa tensão, que foram projetadas, simuladas, construídas e testadas em laboratório. Os projetos das LTNLs foram validados por simulações com o software LTspice, e as linhas foram construídas em placas de circuito impresso com indutores comerciais e diodos varicaps como elementos não lineares. Os sinais de RF foram extraídos através de circuitos de desacoplamento conectados na saída da linha, como casador de impedâncias e filtro passa-alta. Este trabalho apresenta como resultado inédito a geração de sinais de RF atingindo a frequência de 280 MHz utilizando LTNL capacitiva. Esses sinais foram perfeitamente transmitidos e recebidos através de antenas. Portanto este estudo tem como principal contribuição científica a comprovação da capacidade de geração e irradiação de sinais de RF através de LTNLs para prospectivas aplicações radar.Nonlinear Transmission Lines (NLTLs) have been studied for the generation of radio frequency (RF) signals for various applications such as aerospace radars, electronic attack systems, telecommunications, and electro-medical equipment. However, few studies have presented experimental results related to the line RF signal extraction techniques, as well as the transmission and reception of RF signals using antennas. Although most studies focus on high-power NLTLs, a low-voltage experiment allows the construction of compact NLTLs built with commercial-off-the-shelf (COTS) components, which can be characterized in the laboratory by accurate measurements. This type of experiment allows the investigation of the propagation characteristics of the generated solitons, such as time delay, pulse width, frequency and number of oscillations. Given that several applications for NLTLs require RF signal generation and irradiation, this dissertation aimed to present a study conducted through experiments using low voltage capacitive NLTLs, which were designed, simulated, built and tested in the laboratory. NLTL designs were validated through simulations using LTspice software and the lines were built on printed circuit boards with commercial inductors and varicaps diodes as nonlinear elements. The RF signals were extracted through decoupling circuits connected at the line output, such as an impedance matching and high-pass filter. This work presents as a new result the generation of RF signals reaching the frequency of 280 MHz using a capacitive NLTL. These signals were perfectly transmitted and received using antennas. So this study has as the main scientific contribution the ability proof of generating and irradiating RF signals through LTNLs for prospective radar applications.http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m21c/2019/12.10.11.17info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPEinstname:Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)instacron:INPE2021-07-31T06:56:10Zoai:urlib.net:sid.inpe.br/mtc-m21c/2019/12.10.11.17.16-0Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://bibdigital.sid.inpe.br/PUBhttp://bibdigital.sid.inpe.br/col/iconet.com.br/banon/2003/11.21.21.08/doc/oai.cgiopendoar:32772021-07-31 06:56:10.963Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPE - Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)false
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