Design de transformadores de impedância para ondas milimétricas
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Data
2023-12-14
Autores
Orientador
Penchel, Rafael Abrantes 
Coorientador
Pós-graduação
Curso de graduação
São João da Boa Vista - FESJBV - Engenharia Eletrônica e de Telecomunicações
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Trabalho de conclusão de curso
Direito de acesso
Acesso aberto
Resumo
Resumo (português)
Dada a importância das ondas milimétricas em comunicações móveis, redes 5G e Internet das Coisas,
assim como em segurança pública, transportes autônomos e aplicações médicas, este trabalho enfoca o
projeto de transformadores de impedância para essa faixa de frequência, considerando a relevância
crítica dos transformadores de impedância em redes de casamento e de polarização, redes polifásicas,
geração de sinais, baluns e divisores/combinadores de potência. Assim, da faixa de frequência das
ondas milimétricas escolheram-se as frequências de 60 GHz, 80 GHz e 100 GHz para construção
dos transformadores. Realiza-se uma revisão de trabalhos relacionados ao tema. O estudo envolve a
compreensão tanto a teoria dos circuitos convencionais quanto das linhas de transmissão. A modelagem
e simulação foram executadas no Software Ansys Electronics (utilizando o módulo HFSS, baseado
no Método dos Elementos Finitos), empregando a teoria de linhas de transmissão para alcançar
os dispositivos nas frequências escolhidas. Os parâmetros foram ajustados visando uma resposta
otimizada em banda e desempenho operacional. Nos critérios de projeto, considerou-se a performance
em termos de transferência de potência, utilizando os parâmetros de espalhamento S11 e S21. Para os
dispositivos que operam nas frequências de 80 GHz e 100 GHz, atingiu-se uma largura de banda de 20
GHz, com um valor de perda de S11 de acima dos-30 dB e S21 próximo de zero. No dispositivo de 60
GHz, os resultados foram semelhantes, com uma banda de 16.53 GHz
Resumo (inglês)
Given the significance of millimeter waves in mobile communications, 5G networks, and the Internet
of Things, as well as in public safety, autonomous transport, and medical applications, this work
focuses on the design of impedance transformers for this frequency range. Considering the critical
relevance of impedance transformers in matching and biasing networks, polyphase networks, signal
generation, baluns, and power divider/combiners, frequencies of 60 GHz, 80 GHz, and 100 GHz were
selected. A review of related works on the topic is conducted. The study encompasses understanding
both the theory of conventional circuits and transmission lines. Modeling and simulation were carried
out using Ansys Electronics software (utilizing the HFSS module based on the Finite Element Method),
employing transmission line theory to achieve the devices at the chosen frequencies. Parameters were
adjusted aiming for an optimized in-band response and operational performance. In the design criteria,
performance in terms of power transfer was considered, using the scattering parameters S11 and S21.
For devices operating at frequencies of 80 GHz and 100 GHz, a bandwidth of 20 GHz was achieved,
with an S11 loss value above-30 dB and S21 close to zero. For the 60 GHz device, similar results were
obtained, but with a bandwidth of 16.53 GHz.
Descrição
Palavras-chave
Idioma
Português
Como citar
CAMARGO, M. L. C. Design de transformadores de impedância para ondas milimétricas. 2024. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Eletrônica e de Telecomunicações) — Faculdade de Engenharia, Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho", São João da Boa Vista, 2023.