Sistemas de controle e conformação de diagrama de irradiação para redes de antenas - Silva, Liebert Lemes da (2020)
Este trabalho descreve o projeto e a realização de testes práticos de circuitos defasadores e atenuadores para operação em micro-ondas. O trabalho inicia-se com a exposição do contexto e das principais motivações para sua realização. Em seguida, a revisão bibliográfica sobre topologias de circuitos defasadores é apresentada. No capítulo 3, circuitos atenuadores e deslocadores de fase variáveis com quatro bits de controle são apresentados. Esses dispositivos foram inicialmente projetados considerando-se sua integração a um nanossatélite operando em 2,26 GHz. Duas topologias de atenuadores foram testadas: topologia em T e topologia em Π. O projeto foi realizado a partir da análise dos parâmetros de espalhamento (matriz S) dessas estruturas. Os defasadores foram projetados e implementados em duas configurações: defasadores com linhas de transmissão comutadas, baseada em atraso espacial do sinal propagante, e outra baseada em filtros passivos passa-alta e passa-baixa, que são empregados para sintetizar uma linha de transmissão com circuitos T e Π compostos por elementos LC concentrados. Tanto os atenuadores quanto os defasadores apresentaram desempenho experimental semelhante ao predito teoricamente para a maioria dos estados de controle. O defasador com melhor desempenho foi aquele com geometria baseada em linhas comutadas, uma vez que não foi possível controlar completamente a variabilidade dos parâmetros dos componentes LC discretos na frequência de projeto. Por fim, foi considerada uma rede linear de antenas para aplicações em redes sem fio. Para permitir que o feixe principal dessa rede pudesse ser deslocado eletronicamente com simultâneo controle do nível dos lóbulos secundários, o circuito defasador baseado em linhas de transmissão comutada foi otimizado para operação em 2,4 GHz. Para estimar o desempenho dessa rede de antenas sob diversas condições de beamforming, uma heurística baseada em colônia de vaga-lumes foi codificada na forma de um programa de computador. Essa ferramenta foi utilizada para demonstrar que é possível deslocar o feixe principal em uma região angular superior a 50◦ mantendo-se, simultaneamente, o nível dos lóbulos secundários 20 dB abaixo do nível do feixe principal.