Circuito de baixo custo para aplicação em rede de antenas com chaveamento do diagrama de irradiação

• Autor(a) principal: Santos, Leonardo Carpes dos
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UNIPAMPA
• Texto Completo: http://dspace.unipampa.edu.br:8080/jspui/handle/riu/5618
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS; Engenharia de telecomunicações; Teoria de redes de antenas; Telecomunication engeneering; Antenna array theory

O desafio de gerenciamento do nível de água nas plantações de arroz nas regiões da campanha e fronteira oeste do Rio Grande do Sul recai sobre a engenharia, estimulando a pesquisa para obtenção e transmissão de dados à longas distâncias. A partir da necessidade de uma rede de antenas para cobrir uma determinada região, têm-se a possibilidade da realização do apontamento de feixe dinamicamente, que consiste em mudar eletronicamente as fases e as amplitudes dos elementos da rede. Diversos sistemas são propostos na literatura para obter tal característica, no entanto, apontamentos utilizando processadores digitais, deslocadores/amplificadores digitais, bem como elementos distribuídos, podem apresentar desvantagens em termos de complexidade, custo e dimensão. Neste trabalho, o projeto de um sistema alimentador composto de uma matriz Butler 4×4 controlada a partir de uma chave seletora é proposto. O circuito é projetado para operar na frequência de 900 MHz e consiste na utilização de elementos concentrados, de modo a compactar o circuito e garantir o baixo custo de implementação física. O estudo é realizado através da análise dos blocos constituintes de modo individual através da simulação eletromagnética no software Ansys HFSS. Posteriormente, os dispositivos são conectados para formarem uma matriz Butler. Adicionalmente, uma chave de RF com 4 portas é conectada na entrada para selecionar o conjunto de coeficientes de excitação desejados. Os valores obtidos para os 4 casos possíveis foram implementados no projeto de uma rede de antenas do tipo monopolo, onde o diagrama de irradiação da mesma foi comutado com sucesso de acordo com os resultados teóricos esperados obtendo ganho contínuo na faixa de 10 dBi no plano azimutal. A matriz de alimentação obteve dimensões finais de 0,11 λ0×0,12λ0.