RF planar switch at Ku band for mobile satellite communications
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| Source: | Repositório Institucional da UnB |
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Summary: | Dissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2022. |
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| spelling | Nascimento, Vinícius Lisboa dolisboanascimento@gmail.comRondineau, Sébastien Roland Marie Joseph2022-09-12T21:23:54Z2022-09-12T21:23:54Z2022-09-122022-06-30NASCIMENTO, Vinícius Lisboa do. RF planar switch at Ku band for mobile satellite communications. 2022. xxvi, 115 f., il. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) — Universidade de Brasília, Brasília, 2022.https://repositorio.unb.br/handle/10482/44775Dissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2022.A dissertação apresentada descreve o curso de desenvolvimento de um switch RF projetado para operar na banda Ku. Este circuito faz parte de um projeto muito maior que consiste em um sistema transceptor de banda Ku com um formador de feixe. O formador de feixe compreende uma matriz de chaveadores, um conjunto de lentes planares RF e um arranjo de antenas. O chaveador RF tem como requisitos: baixa perda de inserção, alto isolamento entre as portas, baixa perda de retorno e alta potência incidente. Em um primeiro momento, foram feitas pesquisas para verificar os chaveadores RF do estado da arte e os produtos disponíveis que atendem aos requisitos. Após constatar que nenhum deles era aplicável, várias versões de chaveadores foram feitas para esse fim específico e comparadas com qual projeto era o melhor para esse objetivo. Ambos os diodos PIN e FETs foram usados. Esses circuitos foram desenvolvidos e simulados para um projeto de microfita sobre substrato para possível futura fabricação em larga escala. Houveram várias complicações no projeto, otimização, fabricação, polarização e teste. Desde linhas de microfitas em erupção no processo de fabricação até erros durante a polarização dos diodos. Como alguns projetos levaram a falhas, as versões do switch foram aprimoradas e também simplificadas, sacrificando largura de banda e potência manipulada. Além disso, foram usadas linhas de microfitas mais largas, o substrato foi alterado para usar processos mais comuns e foram feitos testes de polarização para garantir a funcionalidade adequada do circuito. A versão final é a de um switch SP4T FET operando em banda Ku inferior (11,7 a 12,2 GHz) simulado com bons resultados, mas ainda a ser testado (devido à crise da pandemia). Também foi projetada uma lente de Rotman com sete portas de feixe e oito portas de arranjo. A lente foi simulada com os resultados simulados do SP4T para verificar a funcionalidade do sistema de direcionamento de feixe. Os resultados mostram a mudança de direção do feixe correspondente à porta da lente selecionada pelo switch RF conforme planejado (0◦ , ±10◦ , ±20◦ , ±30◦ ). Ao final, o sistema (switch RF e lente de Rotman) funcionou bem no nível de simulação, mas ainda precisa ser testado separadamente e em conjunto.The presented dissertation describes the course of development of an RF switch designed to operate in the Ku band. This circuit is part of a much bigger project. The central system is a Ku band transceiver with a beamformer. The beamformer comprises a switch matrix, a set of RF planar lenses, and an antenna array. The RF switch needed a low insertion loss, high insulation between ports, low return loss, and high incident power. At first, research was done to verify the state-of-the-art RF switches and the available products that meet the requirements. After noticing that none of them were applicable, several versions of switches were made for this specific purpose and compared to which design was the best for this objective. Both PIN diodes and FETs were used. These circuits were developed and simulated for a microstrip design for possible future large-scale manufacturing. There were several complications in the design, optimization, fabrication, biasing, and testing. From microstrip lines erupting in the manufacturing process to errors during bias of the diodes. As some designs led to failures, the switch versions were improved and also simplified, sacrificing bandwidth and power handling. In addition, more prominent microstrip lines were used, the substrate was changed to use more common processes, and biasing tests were made to assure the proper functionality of the circuit. The ultimate version was an SP4T FET switch operating at lower Ku band (11.7 to 12.2 GHz) simulated with good results but yet to be tested (due to the pandemic crisis). A Rotman lens was also designed with seven beam ports and eight array ports. The lens was simulated with the simulated results of the SP4T to check the functionality of the beam steering system. The results show the beam direction change corresponding to the lens port selected by the RF switch as planned (0 ◦ , ±10◦ , ±20◦ , ±30◦ ). After all, the system (RF switch and Rotman lens) worked well at the simulation level but still needs to be tested separately and together.Faculdade de Tecnologia (FT)Departamento de Engenharia Elétrica (FT ENE)Programa de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaengA concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.info:eu-repo/semantics/openAccessRF planar switch at Ku band for mobile satellite communicationsChaveador planar RF em banda Ku para comunicações móveis por satéliteinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisChaveador RFDirecionamento de feixeBanda KuComunicação via satélitereponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNBORIGINAL2022_ViniciusLisboadoNascimento.pdf2022_ViniciusLisboadoNascimento.pdfapplication/pdf30682931http://repositorio.unb.br/bitstream/10482/44775/1/2022_ViniciusLisboadoNascimento.pdf455183585f126466cc0757e0153ed21fMD51open accessLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain671http://repositorio.unb.br/bitstream/10482/44775/2/license.txtbacfee268cc5d4f6aaa2e6e0066d38f5MD52open access10482/447752025-03-19 12:58:58.189open accessoai:repositorio.unb.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2025-03-19T15:58:58Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB) |
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