Desenvolvimento de arranjos de antenas integrados a matrizes Butler para beamforming em ondas milimétricas

Resumo

O crescente interesse pela viabilização e normatização de frequências na faixa de ondas milimétricas, como resposta à demanda por disponibilidade de espectro e conectividade, está impulsionando o desenvolvimento de dispositivos banda larga capazes de superar os obstáculos impostos pelas frequências extremamente altas. Um desses obstáculos são as perdas de propagação, a atenuação no espaço livre maior, quanto mais alta é a frequência, somada à atenuação causada por gases atmosféricos, poeira e chuva. Antenas altamente diretivas, combinadas às redes de beamforming (feixes adaptáveis e eletronicamente direcionáveis), são uma das soluções que visam compensar essas perdas de propagação. Este projeto propõe o desenvolvimento de matrizes de Butler, uma das principais redes de beamforming, operando em ondas milimétricas conectadas à arranjos de antenas. Propõe-se o desenvolvimento de matrizes em duas faixas de frequência: 77 GHz a 81 GHz, alocada para dar suporte a radares automotivos de alta resolução e curto alcance; e 116 GHz a 123 GHz, em estudo e recentemente alocada para uso não licenciado devido ao grande interesse pelos 7 GHz contínuos de espectro disponível. Os componentes elementares da matriz de Butler acopladores híbridos, defasadores e crossovers serão projetados, analisados e otimizados isoladamente. Propõe-se também o desenvolvimento de arranjos de antenas de microstrip patch em série que serão alimentados pela rede de beamforming. Todos os componentes serão integrados em um único dispositivo e, para a faixa de 77 GHz a 81 GHz, serão construídos e caracterizados. Na construção e caracterização será utilizada a tecnologia metallic-nanowire-mambrane (MnM), disponível no Centro de Ondas Milimétricas da Escola Politécnica da USP.(AU)