Trabalhos de Conclusão de Curso - Engenharia Eletrônica e de Telecomunicações - São João da Boa Vista

URI Permanente para esta coleção

https://hdl.handle.net/11449/216751

Navegar

Agora exibindo 1 - 11 de 11

Mitigação de não linearidades em sistemas de comunicações ópticas coerentes digitais utilizando árvores de decisão
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023-12-15) Mendonça, Otávio José de; Garde, Ivan Aritz Aldaya [UNESP]
Neste trabalho de conclusão de curso em Engenharia Eletrônica e de Telecomunicações, abordamos a mitigação de não linearidades em sistemas de comunicações ópticas coerentes digitais, focando na aplicação da classificação por árvores de decisão. As comunicações ópticas coerentes digitais, cruciais para a eficiência espectral em redes ópticas, enfrentam limitações devido à combinação de ruído e distorção não linear. Ao aplicar a inteligência artificial, especificamente a classificação por árvores de decisão, investigamos sua eficácia em um sistema de comunicação óptica coerente de longo alcance com modulação 16-QAM. Os resultados demonstram uma melhoria significativa na tolerância à distorção não linear. Para o método de máxima verossimilhança, com potência óptica de 7 dBm, alcançamos uma taxa de erro de bit (BER) de cerca de 1.4982 × 10−3. Em contraste, o método de classificação por árvores de decisão, processando cada polarização independentemente com hiperparâmetros em configuração padrão e potência óptica de 8 dBm, resultou em uma BER de aproximadamente 9.3460× 10−4. Otimizando os hiperparâmetros, essa taxa melhorou para 6.7075 × 10−4. Processando as duas polarizações conjuntamente, os hiperparâmetros em configuração padrão resultaram em uma BER de 5.9127 × 10−4, e com hiperparâmetros otimizados, em 5.6743 × 10−4, considerando o melhor caso para ambas as configurações. Este estudo destaca a eficácia da classificação por árvores de decisão na otimização de sistemas ópticos digitais coerentes, particularmente em ambientes de longo alcance com modulação avançada, representando uma contribuição valiosa para o desenvolvimento de tecnologias de comunicação óptica mais eficientes e confiáveis.
Análise de perfomance de antenas de microfita patch retangular com polarização circular
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023-12-13) Miranda, Ricky Mendes; Penchel, Rafael Abrantes [UNESP]
A demanda por inovações tecnológicas na área de telecomunicações tem aumentado consideravelmente. À medida em que os sistemas de micro-ondas avançam, a utilização de múltiplas aplicações em um único aparelho e a expansão das redes de comunicação sem fio resultaram na necessidade de criar novas antenas, com custos reduzidos, dimensões compactas e características fundamentais que permitem atender todos os requisitos necessários. Nesse cenário, as antenas planares, também conhecidas como antenas de microfita patch são utilizadas em grande escala e oferecem uma solução eficaz em termos de desempenho para os sistemas de comunicação modernos. As antenas de microfita têm se destacado significativamente e podem ser empregadas em diversas aplicações, como em sistemas de radares, satélites e Wi-Fi. Dentre os tipos de polarização existente, a polarização circular tem sido muito empregada nesses modelos de antena. Isso ocorre porque esse tipo de polarização permite a redução de problemas de desempenho quando situadas em condições climáticas desfavoráveis e viabiliza a mobilidade tanto do transmissor quanto do receptor. A fim de analisar o desempenho de antenas e sua polarização, foram projetadas três antenas distintas de microfita patch retangulares, utilizando substrato de Rogers RT/Duroid 5580 com permissividade relativa de εr = 2.2, com casamento de impedância e para operar na frequência de 5,8 GHz. Para o primeiro caso, foi utilizada uma única alimentação através de um conector SMA, pois a vantagem de utilizar esse método é devido a sua simplicidade, facilidade de fabricação e baixo custo. No segundo caso, foi utilizado novamente um conector SMA, porém com truncamento nas duas extremidades dos patch. Essa configuração permite a criação de campo elétrico em dois modos ortogonais com amplitude iguais e deslocamento de fase de 90 graus. Já o último caso utiliza uma alimentação dupla, por meio de linha de transmissão. Os braços da linha de transmissão são assimétricos justamente para permitir que o primeiro esteja atrasado em 45 graus, enquanto o segundo esteja adiantado em 45 graus, fazendo com que tenha um deslocamento de 90 graus. Foram realizadas simulações no software Ansys HFSS dos parâmetros de coeficiente de reflexão |S11|, impedância de entrada, ganho, diretividade e razão axial, sendo este um parâmetro importante para identificar o tipo de polarização. Em seguida, foram realizadas para cada caso, análises paramétricas, para otimização da antena com o objetivo de melhorar o desempenho e a qualidade da polarização circular. Foram confeccionados protótipos das antenas projetadas, e medidas em laboratório seu coeficiente de reflexão, para comparação de resultados simulados e experimentais.
Design de transformadores de impedância para ondas milimétricas
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023-12-14) Camargo, Matheus Lopes Capdevila; Penchel, Rafael Abrantes [UNESP]
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
Design de uma antena quasi-Yagi para a banda X
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023-12-14) Moraes, Ricardo Borges Almeida; Penchel, Rafael Abrantes [UNESP]
A demanda por redes de comunicações cada vez mais rápidas e eficientes exige a necessidade de projetos e construção mais simples, compactos, fácil de fabricar e de baixo custo. Desta forma, as antenas quasi-Yagi são exemplos pela adaptação plana e facilidade na integração a dispositivos de Circuitos Integrados (CI). Neste contexto, as antenas quasi-Yagi são uma variação da antena Yagi-Uda, enquanto a Yagi-Uda possui elementos discretos em formato de barras ou fios, a antena quasi-Yagi tem seus elementos impressos em um substrato dielétrico. Isso permite que a antena quasi-Yagi seja totalmente plana, ao contrário da Yagi-Uda que precisa de um arranjo tridimensional dos elementos. Essa característica de planaridade torna a antena quasi-Yagi mais fácil de fabricar e integrar em dispositivos, além de possibilitar a miniaturização. Contudo, o fato dos elementos serem impressos em um substrato dielétrico altera ligeiramente o comportamento eletromagnético em comparação com a Yagi-Uda convencional de elementos discretos no ar. Este trabalho teve como objetivo projetar e simular uma antena do tipo quasi-Yagi para operar na faixa de frequências em uma parte da banda X (8-12 GHz). Para isso, utilizou-se a metodologia de análise eletromagnética por meio de simulações computacionais no software ANSYS HFSS . Propôs-se uma estrutura planar com três elementos impressos em substrato RT6010 de 0,64mm de espessura. Realizou-se a simulação do parâmetro S11 por meio da introdução de um único Lumped port no elemento central, obtendo-se um valor menor que -10 dB na faixa de 7 a 9 GHz, indicando boa adaptação de impedância. Também foi simulado o parâmetro de impedância de entrada Z11, verificando-se valor próximo de 50 Ω na mesma faixa de frequências. Com isso, observou-se que a estrutura proposta atende os requisitos para operação na banda X, apresentando características semelhantes às antenas Yagi convencionais de pequeno tamanho e baixo custo.
Análise da utilização de códigos de paridade em modelos de RAID
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023-12-15) Prestes, Gabriela Cristina Kenedi; Benedito, Cintya Wink de Oliveira [UNESP]
Vivemos na era digital, onde a importância dos dados para as empresas e a sociedade cresce a cada dia, tornando os dados um ativo de extrema relevância, pois a perda de dados pode resultar em grandes prejuízos. Diante desse cenário, são desenvolvidos métodos para enfrentar os desafios associados à perda de dados, em especial quando estamos utilizando sistemas de armazenamento distribuído (DSS, Distributed Storage System), e um desses métodos é conhecido como Arranjo Redundante de Discos Independentes (RAID, Redundant Array of Independent Disks). O RAID é um tipo de sistema de armazenamento de dados distribuído que agrupa várias unidades individuais, representadas por unidade de disco rígido (HDD, hard disk drive) ou unidade de estado sólido (SSD, solid state drive), em uma única unidade lógica para melhorar a taxa de transferência de leitura e gravação, confiabilidade, disponibilidade ou uma combinação destes. O RAID é fundamentado em três técnicas principais: distribuição, espelhamento e paridade. Essas técnicas visam proporcionar uma maior segurança e eficiência no armazenamento e recuperação de dados. O objetivo deste trabalho é apresentar diferentes níveis de RAID, explorando os códigos de bloco utilizados na implementação desses métodos para a proteção de dados. Entre os códigos de bloco discutidos, estão o código de Hamming, códigos de paridade em forma matricial, código de paridade linha-diagonal (RDP, row-diagonal parity) e código EVENODD. Aprofundando a discussão sobre RAID, o trabalho analisa e compara as principais funcionalidades de cada nível de RAID. Além disso, será implementada uma máquina virtual composta por dois arranjos configurados em RAID 5 e 6. Este experimento prático visa explorar em detalhes como cada sistema responde em termos de desempenho, contribuindo para uma compreensão mais aprofundada a esses níveis de RAID.
Análises da utilização de códigos de bloco espaço-tempo obtidos a partir de álgebras cíclicas de divisão em sistemas Mimo 2 x 2
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023-12-14) Liberato, Stephanie Cavalcanti Martins; Benedito, Cintya Wink de Oliveira [UNESP]
Este trabalho de conclusão de curso irá abordar o estudo, construção e análise de códigos de bloco espaço-tempo (Space Time Block Codes - STBC) em sistemas de múltiplas entradas e múltiplas saídas - MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) com 2 antenas transmissoras e 2 antenas receptoras. A tecnologia MIMO é utilizada, com o intuito de melhorar a eficiência da transmissão através de múltiplas antenas no transmissor e no receptor, auxiliando no avanço dos sistemas de comunicação sem fio. Os códigos de espaço-tempo desempenham um papel crucial na obtenção de diversidade de transmissão em sistemas MIMO. Inicialmente, surgiram abordagens que dependiam da transmissão de diferentes versões dos dados de várias antenas, mas isso era computacionalmente caro. Posteriormente, o conceito de códigos de bloco espaço-tempo, como o código de Alamouti, foi desenvolvido, evitando a complexidade dos códigos de treliça de espaço-tempo. A construção de códigos de bloco espaço-tempo baseados em álgebras de divisão, foram utilizados para conseguir obter os determinantes do código diferentes de zero, o que é essencial para se obter ganhos de diversidade, multiplexação e codificação. O trabalho proposto é um Trabalho de Conclusão de Curso (TCC) que explora a construção de códigos de bloco espaço-tempo, em especial o código de Alamouti, o código de Prata e o código de Ouro, usando álgebras cíclicas de divisão em sistemas MIMO com 2 antenas transmissoras e 2 antenas receptoras. Essas construções serão implementadas no software MATLAB, considerando um canal de desvanecimento Rayleigh quase-estático e ruído gaussiano branco aditivo (Additive White Gaussian Noise - AWGN). Diferentes modulações de amplitude em quadratura, M-QAM (M-ary Quadrature Amplitude Modulation) serão usadas, utilizando um decodificador de máxima verossimilhança (Maximum Likelihood - ML). O desempenho dos códigos será avaliado por meio da razão de erro de símbolo (Symbol Error Ratio - SER) em relação à relação sinal ruído (Signal-to-noise Ratio - SNR).
Amplificador operacional de transcondutância de dois estágios projetado com tecnologia CMOS
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023-12-08) Sousa, Gean Ribeiro; Agopian, Paula Ghedini Der [UNESP]
Com o constante avanço tecnológico, a busca pela melhoria contínua da eficiência dos dispositivos eletrônicos intensificou os estudos em diversas áreas da eletrônica. A tecnologia MOSFET hoje é a principal tecnologia utilizada nos circuitos com alta densidade de integração devido à alta capacidade de miniaturização de suas dimensões. Além das dimensões, a tensão de alimentação vem sendo reduzida com a evolução dos circuitos integrados. Essa diminuição levou a uma economia efetiva no consumo de potência dos circuitos com o avanço de seus nós tecnológicos. Neste trabalho, foi projetado um amplificador operacional de dois estágios de forma integrada com tecnologia MOS por meio do software Microwind 2 na tecnologia de 1,2m. Além disso, estudou-se o quanto o avanço da tecnologia (redução dos nós tecnológicos) afetaria este projeto. As diferenças encontradas foram avaliadas de maneira comparativa, considerando-se a resposta do circuito em quatro nós tecnológicos: 1,2 μm, 0,6 μm, 0,35 μm e 0,13 μm. As figuras de mérito consideradas foram: área ocupada, a potência consumida, o ganho de tensão e largura da banda útil passante do sinal. Em relação ao projeto realizado, para o primeiro estágio, foi percebido um ganho máximo de tensão na faixa de 32 dB, o qual permanece quase que inteiramente constante até os 37MHz, o que representa a faixa de frequências médias. Posteriormente, pôde ser identificado um decaimento constante de 20dB por década, até chegar na frequência de ganho unitário de 1,080GHz, que representa um GBW (Gain-Bandwidth Product) de 1,080GHz. Com a adição do segundo estágio, ocorreu uma melhora significativa na resposta do circuito, como por exemplo uma maior faixa de ganho constante e um incremento do GBW total do circuito. Com a diminuição do nó tecnológico, obteve-se melhorias no ganho e na largura de banda do sinal, entre outros fatores. No entanto, pode ser visto um ponto de estagnação, onde os efeitos pela diminuição das dimensões dos transistores são significativos e outras estratégias de projetos são necessários para contornar os problemas observados.
Minimização da intensidade dos lóbulos secundários em sistemas de radares de abertura sintética
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023-12-08) Bueno, Renan Cirino Bairral; Garde, Ivan Aritz Aldaya [UNESP]
Este trabalho de conclusão de curso (TCC) aborda a temática da minimização da intensidade dos lóbulos secundários em sistemas de radares de abertura sintética (Synthetic Aperture Radar, SAR). O estudo aborda estratégias e métodos destinados a minimizar a presença dos lóbulos secundários, com o objetivo de aprimorar a qualidade das imagens produzidas pelos radares SAR. A análise abrange uma revisão do equacionamento básico de um SAR, a descrição do diagrama de blocos do processamento do pulso e simulações realizadas utilizando a TOOLBOX do MATLAB. Os parâmetros adotados foram os seguintes: a altitude utilizada foi fixada em 2000 km, a largura do radar foi estabelecida em 4 m. Quanto às frequências empregadas, foram selecionadas as faixas de 4 GHz e 8 GHz. A velocidade do sistema foi variada considerando três valores distintos: 7000 m/s, 7500 m/s e 8000 m/s. Adicionalmente, o comprimento do radar foi modificado, abrangendo as dimensões de 4 m, 12 m e 20 m. Os resultados deste trabalho oferecem contribuições valiosas para o avanço e a otimização de sistemas de radares de abertura sintética, beneficiando diversas aplicações que dependem de imagens precisas e confiáveis. Além disso, o presente trabalho visa representar uma introdução mais amigável para futuros estudantes que desejam realizar os seus projetos na área de radares SAR.
Estudo de teleoperação bilateral com atraso de comunicação constante e desconhecido usando variáveis de onda
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023-12-05) Souza, Thallyson Aparecido de; Santos, Wilian Miranda dos [UNESP]; Falculdade de Engenharia, São João da Boa Vista
Na área da robótica e das teleoperações, há uma crescente demanda por aprimorar a eficiência e a estabilidade dos sistemas de teleoperação. Os sistemas bilaterais de teleoperação envolvem um operador que envia comandos a um dispositivo remoto para realizar uma tarefa. Atrasos de tempo podem causar sérios problemas nesses sistemas, resultando em ineficiência e instabilidade. Portanto, é essencial melhorar a transparência e a estabilidade desses sistemas. Este trabalho apresenta métodos para alcançar esse objetivo, abordando o atraso de tempo como uma constante. O modelo Matlab/Simulink é utilizado para simular os sistemas de teleoperação bilateral.
Estudo sobre redes sem fio assistidas por superfícies inteligentes reconfiguráveis com reflexão e transmissão simultâneas
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023-12-07) Souza, Ana Luísa Fernandes de; Olivo, Edgar Eduardo Benitez [UNESP]
Neste trabalho, é avaliado o desempenho de uma rede sem fio assistida por uma Superfície Inteligente Reconfigurável com Transmissão e Reflexão Simultâneas (STAR-RIS), uma tecnologia sucessora das RISs convencionais, ou seja, das RISs somente refletivas, que objetiva atender aos requisitos da próxima geração de redes móveis. Assume-se um cenário de dois usuários, um na região de transmissão e outro na região de reflexão, além de uma comunicação unicast e o protocolo Divisão de Energia. Os canais são do tipo Rice, caracterizados por considerarem uma componente de linha de visada, visto que estas superfícies vêm sendo estudadas como uma solução para cenários de propagação de ondas milimétricas, onde a atenuação é maior. Alguns parâmetros do sistema são variados a fim de avaliar seu efeito no desempenho da rede, a partir das métricas probabilidade de outage e capacidade ergódica, resultantes da implementação do método de Monte Carlo. São considerados três esquemas de alocação de potência na estação rádio base para as informações dos usuários: uma alocação fixa e duas em função das distâncias entre a STAR-RIS e os usuários. Analogamente, também são considerados três esquemas de divisão de energia para os coeficientes de transmissão e de reflexão da superfície: uma divisão fixa e duas em função das distâncias. Os resultados numéricos permitem concluir que, para baixa SNR, o sistema apresenta maior capacidade quando a alocação de potência do usuário de transmissão (ou de reflexão) é proporcional a distância entre a superfície e o usuário de reflexão (ou de transmissão), apesar de apresentar probabilidade de outage pior quando comparado com uma alocação fixa. Para alta SNR, o sistema apresenta um comportamento de saturação em termos de capacidade ergódica agregada, que, para ambos os esquemas de alocação de potência em função das distâncias, tende para um valor igual e maior quando comparado ao esquema de alocação fixa. Além disso, constata-se que, quanto maior o número de elementos da STAR-RIS, melhor é o seu desempenho. Por fim, conclui-se que o sistema assistido por STAR-RIS apresenta melhor desempenho quando comparado a um esquema de referência equivalente, baseado em RISs convencionais.
Design de antenas planares para radares automotivos
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023-10-20) Pasiani, João Matheus Villela; Penchel, Rafael Abrantes [UNESP]
Este trabalho concentra-se no projeto e análise de arranjos de antenas planares para sistemas de radar automotivo na faixa de frequência de 77 a 81 GHz. O objetivo primordial é desenvolver arranjos eficientes para aplicações de detecção veicular. Inicialmente, é apresentado os conceitos teóricos essenciais relacionados a projetos de antenas em microstrip e as características dos arranjos de stubs em série. Os princípios de funcionamento, teoria de radiação e a resposta de frequência esperada são discutidos detalhadamente e expostos com o intuito de gerar um fundamento teórico para embasar o projeto. Em seguida, estrutura-se o projeto de uma antena de microstrip combinada com um arranjo de stubs em série com 13 elementos, no software Ansys HFSS. Otimizações relacionadas ao comprimento e largura do stub, distância entre elementos subsequentes e largura da linha de central da antena são feitas para obter os melhores resultados para o modelo projetado. São apresentados os gráficos dos principais parâmetros da antena, como a diretividade, coeficiente de reflexão e impedância de entrada, gerando um histórico que tange desde o modelo inicial, perpassando pelas análises paramétricas e finalizando com o protótipo com as dimensões otimizadas. Posteriormente, projeta e analisa-se um arranjo com 17 stubs, a fim de melhorar ainda mais os resultados da antena de 13 elementos. Por fim, conclui-se destacando os principais pontos e conclusões do estudo. Além de ressaltar a relevância e as contribuições para o campo de pesquisa em antenas de microstrip com arranjos de stubs em série, enfatizando sua importância para o avanço das tecnologias de comunicação e detecção veicular.

Navegar

Submissões Recentes