Controlo do diagrama de radiação de agrupamento de antenas

• Autor(a) principal: Santos, Daniel Humberto Vieira dos
• Data de Publicação: 2015
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.13/1612
• topic: Controlo do diagrama de radiação; Deslocadores de fase; Topologia de linha comutada; Malha de alimentação; Atenuadores; Matriz de Butler 4X4; Técnicas de desenvolvimento de circuitos para altas frequências; Beamforming; Phase shifter; Switched line topology; Power combiner/divider; Attenuators; 4X4 Butler matrix; High frequency circuits development; Engenharia de Telecomunicações e Redes de Energia; .; Faculdade de Ciências Exatas e da Engenharia; Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Engenharia Eletrotécnica, Eletrónica e Informática

O principal objetivo desta dissertação de mestrado foi o estudo de várias soluções que possibilitassem o controlo do diagrama de radiação de um agrupamento de antenas. Para tal, foram estudadas várias topologias de deslocadores de fase, bem como algumas soluções que derivam das mesmas. Foram igualmente estudadas e desenvolvidas algumas soluções referentes à malha de alimentação dos deslocadores de fase e atenuadores. De modo a testar o controlo sobre o digrama de radiação do agrupamento de antenas, foi implementado um agrupamento de antenas com 4 elementos radiantes, para uma frequência central de operação de 2,42 GHz. Para testar a melhor solução no que diz respeito aos deslocadores de fase, malhas de alimentação, bem como a eficiência dos agrupamentos de antenas, foi utilizado um software de simulação eletromagnética (EM), sendo escolhido o COMSOL. Laboratorialmente foi utilizado o analisador vetorial de redes, de modo a avaliar todos os parâmetros de interesse, tais como perdas por retorno, perdas por inserção, variação da fase e adaptação das impedâncias. Foram igualmente, construídos cabos com múltiplos de /2 de modo a não introduzirem desvios de fase na medição dos sistemas, para além daqueles dimensionados para tal. De modo a implementar os sistemas estudados de forma correta, houve um estudo rigoroso da implementação de sistemas em alta frequência. Sabe-se que em alta frequência existem fenómenos que podem ser desprezados em baixas frequências, daí a importância desta parte do estudo. Todos os sistemas estudados, desenvolvidos e implementados foram projetados para uma frequência de 2,42 GHz em placas com substrato em Duroid 5880, à exceção da matriz de Butler 4X4 implementada em FR4. A utilização de Duroid 5880 resulta em menos perdas por inserção nos circuitos construídos. Sendo este um dos principais parâmetros que se pretende obter nos sistemas a desenvolver. Foram implementados experimentalmente os deslocadores de fase, atenuadores, malhas de alimentação e matriz de Butler 4X4. Foram verificados vários parâmetros que permitissem descrever o sistema, em termos de atenuação, isolamento, controlo da fase e os erros de fase introduzidos. Por forma a avaliar o desempenho dos sistemas implementados, teste-se-os, sendo posteriormente escolhidas as melhores soluções implementando-as e testando-as um agrupamento de antenas para avaliar o funcionamento dos circuitos desenvolvidos para o controlo do diagrama de radiação.