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Título: Integration and design of a reconfigurable reflectarray antenna with an RF LoRa-based system for IoT multi-protocol applications
Autor(es): Sousa, Daniel Carvalho de
E-mail do autor: danielcsousadf@gmail.com
Orientador(es): Rondineau, Sébastien Roland Marie Joseph
Assunto: Antenas (Eletrônica)
Comunicação via satélite
Beamforming
Data de publicação: 14-Ago-2023
Referência: SOUSA, Daniel Carvalho de. Integration and design of a reconfigurable reflectarray antenna with an RF LoRa-based system for IoT multi-protocol applications. 2022. 84 f., il. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) — Universidade de Brasília, Brasília, 2022.
Resumo: O presente trabalho consiste no desenvolvimento de uma antena do tipo Reflectarray ativa reconfigurável. O elemento ativo utilizado nessa antena é o diodo PIN, utilizado para o controle da distribuição de fase do elemento irradiante, que consiste de uma estrutura planar retangular do tipo microfita. A antena foi desenvolvida para aplicações de comunicação via satélite operando na banda Ku, devido à sua versatilidade, uma vez que permite o apontamento digital, otimização e conformação de feixe, por meio de diversas técnicas de beamforming (formação de feixe). A técnica de otimização convexa é discutida e implementada para o ajuste de fase e otimização de lóbulos secundários. Essa antena pode ser utilizada tanto em satélites de baixa órbita, quanto em estações rádio-base. Devido às características da topologia apresentada, se faz necessário não só o desenvolvimento de circuitos de controle microcontrolados, mas também o projeto das fontes de alimentação eficientes. Nesse sentido, uma nova abordagem para o circuito de controle é apresentada, que foi validada por meio de um protótipo funcional. Fazendo-se uso da possibilidade de transmissão de dados em longas distâncias, por meio dos satélites de baixa órbita, um sistema baseado no protocolo de transmissão LoRaWAN. Esse sistema foi projetado visando maximizar o alcance da comunicação entre dois dispositivos LoRa.
Abstract: The present work consists of the development of an active reconfigurable Reflectarray antenna. The active element used in the antenna is the PIN diode, which controls the phase distribution of the antenna. The radiating element is based on a flat rectangular microstrip structure. This antenna was developed for satellite communications operating in the Ku band. Its versatility allows for digital beam-scanning, optimization and beamforming, through various techniques, such as the convex optimization technique, which is applied for phase-optimization and sidelobe minimization. This antenna can be used either in low-orbit satellites or base stations. Due to this topology characteristics, the design of the efficient cell control circuit, and efficient power supply are desirable. In this sense, a new approach to the control circuit is shown, which was validated through a functional prototype. Due to the possibility of transmitting data over long distances, through low-orbit satellites, a system based on the LoRaWAN protocol was designed. This system aims to maximize the communication range between two LoRa devices.
Unidade Acadêmica: Faculdade de Tecnologia (FT)
Departamento de Engenharia Elétrica (FT ENE)
Informações adicionais: Dissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2022.
Programa de pós-graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
Aparece nas coleções:Teses, dissertações e produtos pós-doutorado

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