Projeto de rede de antenas filamentares embarcada em um modelo real de aeronave radiocontrolada

• Autor(a) principal: Yoshimoto, Eduardo
• Data de Publicação: 2016
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UNIPAMPA
• Texto Completo: http://dspace.unipampa.edu.br/jspui/handle/riu/820
• topic: Engineering; Telecomunication engeneering; Wire antennas; Aircraft; Engenharia; Engenharia de telecomunicações; Antenas filamentadas; Aeronave; CNPQ::ENGENHARIAS

Este trabalho se baseia no projeto de redes de antenas _lamentares embarcadas em um modelo real de aeronave radiocontrolada utilizada na competição SAE Brasil AeroDesign do ano de 2014, pela equipe de aerodesign Aeropampa da Universidade Federal do Pampa - UNIPAMPA. Neste trabalho há um objetivo secundário, o qual foi buscar melhorar a performance das simulações eletromagnéticas através de simplificações estruturais, uma vez que a aeronave continha muitos detalhes e é mais de 36 vezes maior que o comprimento de onda utilizado (envergadura da aeronave de 1,868 e comprimento de onda de aproximadamente 51,7 , frequência de operação de 5,8 ). Inicialmente, foi necessário obter o modelo real da aeronave no software de simulações mecânicas SOLID WORKS, cedido pela equipe Aeropampa. Após esta etapa, utilizaram-se as posições das antenas e o melhor método de simulação eletromagnética oferecida pelo software Ansys HFSS para estruturas complexas apresentadas por (LEMES, 2015). Neste, a essência do projeto foi trabalhar com uma aeronave totalmente condutora, onde, em competições de aerodesign, as chances deste fato ocorrer são remotas. Entretanto, esta consideração é válida para outras aplicações. Já no presente documento, o modelo de aeronave utilizado é composto por diversos materiais, dentre eles: madeira, polímero e metal. Após o estudo de diversas posições de um monopolo, escolheu-se a que apresentou maior imunidade eletromagnética às estruturas do VANT (Veículo Aéreo Não Tripulado) e a que menos interferiu no centro de gravidade. Deste modo, instalaram-se duas redes independentes: uma de cada lado da fuselagem e posicionadas na união entre a asa e a fuselagem. Com isso, utilizando-se uma ferramenta computacional baseada no algoritmo de Otimização por Enxame de Partículas (do inglês Particle Swarm Optimization, PSO) desenvolvido por (TOLFO, 2016), iniciaram-se os estudos de dois sistemas de alimentação, um para distribuição uniforme e outro com chaveamento de feixe. Ambas as frentes de estudos foram avaliadas visando a continuidade do link de comunicação no plano horizontal da aeronave e a base terrena, independente da orientação relativa entre elas. Com isso, a distribuição uniforme prioriza a simplicidade do sistema alimentador e o chaveamento de feixe opta em obter maior ganho. Por fim, este documento apresenta o projeto do sistema alimentador para a distribuição uniforme, com a qual se desejou uma banda de operação maior de 200 , de forma a proporcionar uma margem de segurança em relação aos 105 disponível para o serviço de radiolocalização e radioamador (5,725 a 5,830 ) regulada pela ANATEL (Agência Nacional de Telecomunicações) (TELECOMUNICAÇÕES, 2006). Como resultados, obteve-se um diagrama de irradiação com distribuição uniforme muito próximo do fornecido pela ferramenta computacional baseada na PSO (tanto em simulação quanto em medicação), ganho médio simulado próximo a 2,5 no lado de interesse, coeficiente de reflexão de entrada igual a -22,2 , largura de banda de aproximadamente 750 e peso adicionado à aeronave igual a 155,6 (duas redes de antenas, dois cabos de transmissão e um divisor de potência).