Geração de radio frequência para aplicações aeroespaciais usando linhas de transmissão não lineares - Fernanda Sayuri Yamasaki (2013)
Com o objetivo de trocar tubos eletrônicos utilizados para a geração de radiofrequência na comunicação de satélites por um sistema mais compacto, esta dissertação apresenta, o uso de Linhas de Transmissão Não Lineares (LTNLs) com configurações diversificadas para verificar qual delas satisfaz as especificações necessárias, utilizou-se como componentes não lineares: diodos varicaps, capacitores modelados não linearmente e/ou indutores modelados não linearmente. Com o objetivo de melhor quantificar os pulsos, a profundidade de modulação da tensão (VMD) e também se analisou a frequência dos pulsos. As análises do comportamento da LTNL em questão implicam modificações para obter os valores ótimos do gerador, assim como os parâmetros dos componentes utilizados, através de análises experimentais e também de simulações (os circuitos ideais, sem perdas ôhmicas, e reais, com perdas ôhmicas), para as quais se utilizaram os aplicativos elétricos, gráficos e matemáticos: Circuit Maker e LT-SPICE. Verificou-se uma maior versatilidade do aplicativo elétrico LT-SPICE em relação ao Circuit Maker, porque o primeiro permite que os componentes L e C sejam modelados de forma não linear, de acordo com os cálculos efetuados, enquanto o segundo possui restrição neste aspecto. Ao decorrer do desenvolvimento desta pesquisa, verificou-se também a influência direta da quantidade de seções contidas no circuito, em relação ao número de oscilações produzidas. Todas as simulações e testes experimentais tiveram seus resultados confirmados através de equacionamentos encontrados na literatura, verificando assim sua concordância. Em particular, para a comprovação destes resultados nesta dissertação foi descrito uma Linha de Transmissão Não Linear (LTNL) capacitiva de baixa potência com diodos varicaps (1,5 mW de potência de pico) para gerar RF da ordem de 40 MHz com VMD de aproximadamente 2,44 V, utilizando os aplicativos LT-SPICE e Circuit Maker. Por outro lado, para testar a técnica SPICE em alta potência, utilizou- se apenas o LT (por causa da limitação do Circuit Maker) para simular uma LTNL capacitiva de 30 MHz / 3 kW descrita na literatura. Em suma, as principais contribuições desta pesquisa foram: a demonstração dos principais parâmetros que influenciam no sinal de saída da LTNL, como por exemplo, o número de seções, o descasamento da resistência de carga, o tempo de subida do sinal de entrada em relação ao tempo de redução de pulso e o coeficiente de não linearidade do diodo. Também se verificou a concordância das equações encontradas na literatura com a análise do gráfico, e a inviabilidade de se utilizar diodos varactores quando altas tensões são aplicadas, optando-se assim por capacitores cerâmicos. E, finalmente, em relação às ferramentas elétricas utilizadas, verificou-se que o Circuit Maker é limitado quando comparado ao LT-SPICE.