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Arranjo de antenas patch retangular em série para radares automotivos na banda W

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Pós-graduação

Curso de graduação

Engenharia Eletrônica e de Telecomunicações - CESJBV

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Editor

Universidade Estadual Paulista (Unesp)

Tipo

Trabalho de conclusão de curso

Direito de acesso

Acesso abertoAcesso Aberto

Resumo

Resumo (português)

Sistemas de radar automotivo estão em crescente aumento no mercado automobilístico, não só a demanda, mas também a importância do seu papel na evolução desse mercado está cada vez mais pertinente. Com mais aplicações e maior necessidade de precisão e confiabilidade em detecção de objetos e obstáculos, para o auxilio do condutor, as pesquisas e estudos do uso de antenas de microstrip são altamente exigidas. Nesse cenário, o presente trabalho de pesquisa busca abordar um projeto de construção de um arranjo de antenas patch retangular operando em ondas milimétricas, para a faixa de frequência de 79GHz no software Ansys HFSS. Essas antenas patch são altamente utilizadas para outras aplicações como no 5G, e em sistemas com demanda de antenas com alta diretividade para essa faixa de frequência, pois apresentam baixo custo de fabricação, e pequenos tamanhos que, facilitam sua integração ao sistema. Inicialmente foi construída uma só antena \textit{patch} retangular, em seguida um arranjo com 2 elementos, 4 elementos, e 8 elementos, respectivamente, para análise do comportamento da antena. Com a realização de diversas análises paramétricas nas dimensões e características físicas do dispositivo, foi possível apresentar e compreender os resultados da eficiência do arranjo projetado, como o seu ganho total, diretividade, casamento de impedâncias e coeficiente de reflexão. E com isso pôde-se visualizar o funcionamento das denominadas antenas leaky-wave, capazes de alterar a direção do feixe de radiação.

Resumo (inglês)

Automotive radar systems are on the rise in the automotive market, not only in the demand, but also the importance of its role in the evolution of this market is increasingly relevant.. With more applications and greater need for accuracy and reliability in detection of objects and obstacles, for driver assistance, research and studies on the use of microstrip antennas are highly demanded. In this scenario, the present research work seeks to address a construction project of a rectangular patch antenna array operating in millimeter waves, to the 79GHz frequency band in the software Ansys HFSS. These patch antennas are highly used for other applications such as 5G, and in systems with a demand for antennas with high directivity for this frequency range, because they have low manufacturing cost, and small sizes that facilitate their integration into the system. Initially, a single rectangular patch antenna was built, in followed by an array with 2 elements, 4 elements, and 8 elements, respectively, for analysis antenna behavior. By carrying out several parametric analyzes on the dimensions and physical characteristics of the device, it was possible to present and understand the efficiency results of the designed array, such as its total gain, directivity, impedance matching and coefficient of reflection. And with that it was possible to visualize the operation of the so-called leaky-wave antennas, capable of changing the direction of the radiation beam.

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Idioma

Português

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Financiadores

Publicações relacionadas

Tipo de item:Publicação, Dissertação de mestradoAcesso aberto Acesso aberto
Wideband series-fed microstrip array antenna with low side-lobe level for millimeter-wave applications
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2025-10-31)
Darweesh, Nawar
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Penchel, Rafael Abrantes
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Santos, Renan Alves dos
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Garde, Ivan Aritz Aldaya
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Rehder, Gustavo Pamplona
Este trabalho apresenta um estudo técnico voltado ao projeto e ao desenvolvimento de arranjos de antenas microfita retangulares alimentadas em série para operação em ondas milimétricas. Foram projetados e otimizados arranjos em série compostos por dois, quatro e oito elementos. A adaptação de impedância dos arranjos foi realizada por meio de um transformador de um quarto de comprimento de onda. Análises paramétricas foram conduzidas variando-se as larguras da linha de transmissão e do transformador, com o objetivo de alcançar desempenho de banda larga.A resposta de banda larga desejada foi obtida apenas quando a arquitetura em série incorporou oito elementos ressonantes. Dois arranjos foram projetados para operar nas faixas de 60 GHz e 79 GHz, amplamente empregadas em sistemas de radar automotivo.Na segunda etapa do estudo, técnicas de otimização foram aplicadas com o objetivo de reduzir os níveis de lóbulos laterais do diagrama de ganho do arranjo. No Capítulo~\ref{chap:linear_arrays}, é apresentado um estudo sobre técnicas de síntese de arranjos não uniformes. Diversos métodos de atenuação de amplitude são discutidos e posteriormente aplicados ao projeto de arranjos lineares não uniformes. Entre os métodos avaliados, a distribuição de amplitude Dolph–Chebyshev proporcionou o comportamento mais adequado entre largura do lóbulo principal e supressão no nível dos lóbulos laterais.Por fim, a antena foi fabricada utilizando a tecnologia emergente Millimetric-Nanowire-Membrane (MnM), que emprega alumina nanoporosa preenchida com cobre para implementar interconexões verticais entre as camadas do dispositivo. Medições experimentais foram realizadas, e os resultados demonstraram boa concordância com os dados simulados.

Unidades

Tipo de item:Unidade,
São João da Boa Vista, Faculdade de Engenharia de São João - FESJ
FESJ
Campus: São João da Boa Vista

Departamentos

Programas de pós-graduação