Divisor de potência banda larga 1:8 com distribuição gaussiana em stripline semi-suspensa
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Data
2022-06-08Autor
Arigony, Mario Sergio Viero
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Este Trabalho de Conclusão de Curso apresenta o design de um divisor de potência assimétrico de 1:8, com distribuição Gaussiana, operando na faixa de frequência do Wi-Fi 6. A solução proposta é baseada em múltiplas junções T cascateadas, implementadas em stripline semi-suspensa, impressa em substrato dielétrico flexível FR-4 de 0.15mm de espessura (PCB-Flex). O divisor de potência opera na banda de 4.9 GHz a 6.6 GHz, o que representa uma largura de banda de 1.7 GHz e largura de banda fracionária de 29.5%. Para facilitar o cascateamento das junções T, todas as portas de cada junção são convertidas para 50 Ω através de transformadores de impedância. Cada transformador de impedância é composto por três seções transformadoras, de modo a aumentar a largura de banda do dispositivo e reduzir o VSWR (Voltage Standing Wave Ratio). Os resultados de simulação apresentam perda de retorno superior a 15 dB e VSWR inferior a 1.45 em toda banda de operação do dispositivo. A potência nas portas de saída apresenta distribuição Gaussiana, com variação máxima de 0.5 dB com relação ao valor de projeto, em todas as portas, para toda largura de banda. Para validar a solução em PCB-Flex stripline, a primeira junção T, divisor simétrico de -3 dB, foi prototipada. Os resultados das medidas experimentais mostram coerência com os resultados de simulação porém, alguns problemas construtivos causam uma divisão de potência não completamente simétrica entre as portas de saída. A porta 3 recebeu potência relativa ligeiramente acima dos -3 dB em quase toda a banda, com valores em torno de -2.7 dB, enquanto que a porta 2 recebeu potência relativa ligeiramente abaixo dos -3 dB em quase toda a banda, chegando a aproximadamente -3.9 dB em torno da frequência de 5.7 GHz. Os resultados obtidos demostram a viabilidade de aplicação do divisor proposto no projeto de um array de antenas de 8 elementos. As principais vantagens da solução proposta são o seu tamanho reduzido, a não necessidade de soldagem ou introdução de elementos concentrados e o custo reduzido, devido ao uso da PCB-Flex com material dielétrico FR-4.
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