Agregado antenas retrodiretivo

Abstract

A rede Wi-Fi está amplamente disseminada na sociedade permitindo aos seus milhões de utilizadores acederem diariamente à Internet. No entanto, como esta rede de acesso à Internet opera a baixas potências, à medida que nos afastamos do local onde se encontra o ponto de acesso Wi-Fi (router) a intensidade da rede tende a baixar consideravelmente devido às absorções do sinal durante o percurso entre o router e o utilizador. No caso concreto da propagação do sinal Wi-Fi no interior de um edifício uma grande parte da atenuação sofrida acontece por absorção nas paredes das várias divisões. Assim, dependendo do nível da atenuação do sinal poderão ocorrer perdas de pacotes que se traduzem na lentidão da rede ou, em casos mais graves, pode mesmo haver uma quebra total da ligação à Internet. Posto isto, acredita-se que uma possível solução para este problema poderia passar por revestir as paredes das divisões com estruturas retrodiretivas, de forma a que quando o sinal colidir nestas estruturas, em vez de ser naturalmente absorvido, será refletido de volta para o interior da divisão, aumentando assim a potência do sinal Wi-Fi. Neste sentido, este trabalho pretende ser uma primeira abordagem para a construção de uma parede refletora que aplique um princípio retrodiretivo semelhante ao do agregado proposto. De notar que o agregado de antenas retrodiretivo apresentado neste documento foi desenvolvido a partir de antenas microstrip pelo facto das características deste tipo de antenas permitirem construir estruturas pequenas e compactas, facilmente adaptáveis a superfícies planares ou não planares e, acima de tudo, por serem fáceis de fabricar e terem um baixo custo de produção. Concluindo, nesta dissertação de mestrado foi implementado um agregado de antenas retrodiretivo passivo para a frequência de ressonância de 2.45 GHz, que corresponde à frequência central da banda Wi-Fi situada entre os 2.4 GHz e os 2.5 GHz. Para caracterizar o comportamento retrodiretivo deste agregado de antenas foram usadas duas configurações específicas de Radar Cross Section - a mono-estática e a bi-estática. É de destacar que, em termos práticos, a validação do funcionamento do agregado foi alcançada a partir de uma montagem experimental criativa que até pode servir como exemplo para futuras análises à performance deste tipo de agregados.

The Wi-Fi network is widely disseminated in society allowing its millions of users to access the Internet, however, as the Internet access network operates at low power, as we move away from the Wi-Fi access point (router), the intensity of the network tends to decrease considerably due to signal absorptions during the path between the router and the user. In the specific case of the propagation of the Wi-Fi signal inside buildings, a large part of the attenuations suffered is due to absorption in the walls of the various rooms. That said, it is believed that a possible solution to this problem could be to fill the walls with retrodirective structures, so that when the signal collides in these structures, instead of being absorbed, it would be reflected back into the interior rooms, increasing the strength of the Wi-Fi signal. In this sense, this work intends to be a first approach for the construction of a reflective wall that applies a retrodirective effect similar to the proposed array. The retrodirective antenna array presented in this document was developed from microstrip antennas because the characteristics of this type of antennas allow the construction of small and compact structures, easily adaptable to planar or non-planar surfaces and, above all, because they are easy to manufacture and have a low production cost. In conclusion, a passive retrodirective antenna array at 2.45 GHz resonance frequency was implemented in this dissertation, which is also the central frequency of the Wi-Fi band (2.4 GHz and 2.5 GHz). To characterize the retrodirective behavior of proposed antenna array, two specific configurations of Radar Cross Section were used: the mono-static and the bi-static. It should be noted that, in practical terms, the validation of the array's functioning was achieved from a creative experimental setup that can even serve as an example for future analyzes of the performance for this type of array.