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http://hdl.handle.net/10773/29529
Title: | Modulador vetorial para arquitectura de controlo beamforming na banda Ka |
Other Titles: | Vector modulator for beamforming control architectures in the Ka band |
Author: | Martins, João Henriques |
Advisor: | Matos, João Nuno Pimentel da Silva Varum, Tiago Miguel Valente |
Keywords: | 5G Ondas milimétricas Beamforming Atenuador do tipo-reflexão Díodos p-i-n Modulador vetorial |
Defense Date: | Jun-2019 |
Abstract: | Nos últimos anos o acentuado desenvolvimento das comunicações sem fios
associado ao acréscimo exponencial de utilizadores tem levado a um aumento
significativo de tráfego de dados consumidos. Atualmente encontra-se em
desenvolvimento uma nova geração de comunicações sem fios, 5G, que
pretende não só suportar esse aumento mas também aumentar a velocidade
de transferência de dados e reduzir custos, entre outros.
O espectro alocado para esta nova rede de comunicações está localizado
em parte na banda de ondas milimétricas permitindo comunicações de alta
velocidade e alto volume de tráfego de dados. No entanto, a utilização de
sinais nesta gama de frequências apresenta fragilidades como a dificuldade
em penetrar edifícios e a facilidade com que são absorvidos pela atmosfera.
Para reduzir essas adversidades, as antenas adaptativas estão a ser adotadas
nos sistemas de comunicação 5G.
Nesse sentido, esta dissertação apresenta a conceção de um modulador
vetorial para a frequência de 28 GHz com o objetivo de ser implementado
numa rede de alimentação de uma antena adaptativa de modo a controlar
o feixe de radiação. Este modulador é constituído por três blocos
fundamentais: acoplador híbrido de 90 , atenuador do tipo-reflexão e divisor
de Wilkinson.
Ao longo deste documento é apresentado o dimensionamento de cada um
desses blocos, bem como as suas respetivas simulações. Em seguida estes
são agrupados num único bloco, obtendo-se assim o modulador vetorial,
voltando a ser simulado como um bloco funcional.
Após realizadas todas as simulações, o modulador é construído em circuito
sendo caracterizado em laboratório. Os resultados obtidos permitem concluir
a viabilidade do uso desta arquitetura de modulador vetorial para a banda
em torno dos 28 GHz. In recent years, the considerable development of wireless communications associated with the exponential growth of the number of users has led to a significant increase of consumed data traffic. A new generation of wireless communications, 5G, is now under development, which aims not only to support the growth of data traffic but also to improve data throughput and reduce costs, among others. The spectrum allocated for 5G wireless communication systems is mainly located in the millimeter-wave frequency bands, where a considerable amount of spectrum is available for allowing high speed communications and high data traffic volume. However, signals at these frequencies suffer large path-loss and high penetration loss. To get over these issues, adaptive antennas are taken into account, improving the performance of the overall communication system. In this dissertation a vector modulator is presented, designed to operate in the Ka band at 28 GHz, aiming to be implemented in the feeding of each element of an adaptive antenna array, in order to steer and shape its radiation pattern. This modulator consists in three fundamental blocks: a 90 hybrid coupler, a reflection-type attenuator and a Wilkinson divider. It is presented the simulation process of each one of these blocks, being then combined into a single block and simulated as a single circuit. After the whole simulation process, the vector modulator is built in printed circuit being characterized in laboratory. The obtained results allow us to conclude the feasibility of using this vector modulator architecture for the band around 28 GHz. |
URI: | http://hdl.handle.net/10773/29529 |
Appears in Collections: | UA - Dissertações de mestrado DETI - Dissertações de mestrado |
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