O objetivo deste trabalho é desenvolver um modelo conceitual de um sistema transmissor de pulsos eletromagnéticos de banda ultra-larga, capaz de realizar o controle da formação do feixe irradiado de forma totalmente eletrônica. Para isso, é proposto um sistema formado por quatro canais iguais e independentes, sendo que cada um é formado por um controlador de atraso programável, com o qual se pode ajustar a defasagem temporal entre os pulsos de cada canal, um gerador de pulso, capaz de sintetizar a quinta derivada do pulso Gaussiano a partir de uma nova proposta de topologia, e um arranjo de antenas do tipo planar de abertura exponencial conhecida como antena Vivaldi. O sistema proposto é apoiado por modelos matemáticos e simulações elétricas post-layout com variação dos parâmetros por Monte Carlo com os programas LTSpice 4 e Microwind 2.6, utilizando as regras de processo padrão CMOS 180nm e eletromagnética tridimensional com o uso do programa CST Microwave 2011. Os resultados obtidos nas simulações, comparados com propostas anteriores, indicam que realmente houve o controle da formação do feixe irradiado cujo lóbulo principal teve uma magnitude média de 11dBi com uma largura angular do feixe de 33º x 38º e possibilidade de variar os ângulos azimutal e de elevação de -15º a 9º e -18º a 6º, respectivamente, para uma frequência central de 6GHz. O pulso utilizado para estimular as antenas foi o pulso Gaussiano em sua quinta ordem de derivação, que teve como resultados médios de simulação uma amplitude de 90mVpp, uma largura de pulso de 370ps a uma taxa de repetição de 100MHz e uma frequência central de 6GHz. / This work aims to develop a conceptual model of the new Ultra Wide-band fifth-order derivative Gaussian pulse transmitter with Vivaldi antenna array for beamforming using the technique of timed-array. It is proposed a system formed by four equal and independent channels, each of which is formed by a programmable delay controller in which one can adjust the delay time between pulses of each channel, a pulse generator, capable to synthesize the fifth derivative of a Gaussian pulse using a new topology, and a planar Vivaldi antenna. The proposed system was supported by mathematical models and post-layout electrical simulations with parameters variation by Monte Carlo in programs LTSpice 4 and MicroWind 2.6 using the CMOS 180nm Standard process rules and using three-dimensional electromagnetic program CST Microwave 2011. The simulation results indicated that there was indeed control on the beam formation irradiated whose main lobe has an average magnitude of 11dBi with an angular width of the beam 33 x 38 (degrees square) and possibility of varying the angles of azimuth and elevation from -15 to 9 degrees and -18 to 6 degrees, respectively, at a center frequency of 6GHz. The pulse used to stimulate the antennas was the fifth order Gaussian one, which had the average results of a simulation 90mVpp amplitude, a pulse width 370ps to a 100MHz repetition rate and a center frequency of 6 GHz..
| Identifer | oai:union.ndltd.org:usp.br/oai:teses.usp.br:tde-19072013-104922 |
| Date | 21 November 2012 |
| Creators | Oliveira, Alexandre Maniçoba de |
| Contributors | Justo Filho, João Francisco |
| Publisher | Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP |
| Source Sets | Universidade de São Paulo |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | Dissertação de Mestrado |
| Format | application/pdf |
| Rights | Liberar o conteúdo para acesso público. |
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