Desenvolvimento de sistema para ensaios de desempenho e funcionalidade de dispositivos wireless

• Processo: 19/07044-0
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas - PIPE
• Vigência: 01 de março de 2020 - 31 de agosto de 2022
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Elétrica - Medidas Elétricas, Magnéticas e Eletrônicas, Instrumentação
• Convênio/Acordo: FINEP - PIPE/PAPPE Subvenção
• Pesquisador responsável: Saint Clair Henrique Nunes
• Beneficiário: Saint Clair Henrique Nunes
• Empresa Sede: Lace Serviços de Engenharia e Representação Ltda
• CNAE: Testes e análises técnicas ; Pesquisa e desenvolvimento experimental em ciências físicas e naturais
• Município: São José dos Campos
• Pesquisadores principais: Arthur Roza Augusto ; Pedro Campos Assunção
• Vinculado ao auxílio: 17/11836-3 - Desenvolvimento de ambiente fechado para ensaio e qualificação de equipamentos eletroeletrônicos, AP.PIPE
• Assunto(s): Internet das coisas Radiofrequência Compatibilidade eletromagnética Interferência eletromagnética Wireless Dispositivos eletrônicos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: compatibilidade eletromagnética | Emc | Emi | Interferência Eletromagnética | Internet das Coisas | Radiofrequencia | Compatibilidade Eletromagnética

Resumo

A pesquisa engloba o desenvolvimento de câmaras OTA com sistema de automação de testes de dispositivos IoT (Internet of Things), que teve sua viabilidade comprovada durante a Fase 1 do presente projeto. O sistema de câmaras OTA são ambientes de ensaio, fechados eletromagneticamente, anecóicos e equipados com instrumentos como turntable (mesa giratória), VNA, geradores e antenas. A função deste sistema é apoiar o desenvolvimento de dispositivos wireless como smart devices e IoTs (Internet of Things), provendo informações sobre desempenho e funcionalidade através de testes como Over-The-Air Performance, cujo resultado fornece o diagrama de radiação dos equipamentos testados, permitindo ao desenvolvedor aferir sobre os parâmetros de ganho, eficiência e diretividade das antenas (passivas e ativas), e prever, se os dispositivos conseguirão manter uma comunicação com um nível de qualidade satisfatória, em um ambiente previamente especificado. A demanda de mercado por soluções como o sistema de câmara OTA está em todos os setores, desde do aeronáutico ao de telefonia, pois o mesmo é diretamente influenciado pelo aumento da conectividade dos dispositivos eletrônicos. Com o avanço da tecnologia IoT e a chegada da rede 5G, prevê um crescimento exponencial no uso da conectividade, em eletrodomésticos, equipamentos industriais, equipamentos eletro-médicos, veículos autônomos (V2V) e muitas outras aplicações. Tais dispositivos durante sua fase de desenvolvimento, precisam passar por testes de desempenho e funcionalidade e posteriormente deverão atender as normas de telecomunicações impostas por órgãos homologadores (FCC). Atualmente existem soluções de blindagem para ensaios de dispositivos que atuam nas redes 3G, 4G ,WiFi e BT, contudo, tais soluções possuem um custo muito elevado e não atendem a demanda da rede 5G/New Radio. Visando atender um mercado em expansão nosso desafio é prover soluções de ensaios para os dispositivos que atuam em tecnologias IoT, a um custo competitivo, permitindo que empresas brasileiras, Startup e de pequeno porte, possam desenvolver dispositivos IoT. Segundo consultoria MarketandMarket, o mercado global de T&M (Test & Measurement), considerando apenas soluções de blindagem eletromagnética irá atingir 5 bilhões de dólares em 2020 resultando numa taxa de crescimento médio anual de 6,09%. O mercado brasileiro é estimado em 500 milhões de reais por ano, tendo como potenciais clientes operadoras de telecom, desenvolvedores de produtos, laboratórios e Institutos de Pesquisa assim como as Universidades. Durante a pesquisa da Fase 1, foram desenvolvidos o projeto mecânico e o protótipo da câmara blindada, baseado em atender a faixa de frequência de 100 MHz até 8 GHz com atenuação de 60dB, permitindo os testes nas novas tecnologias IoT. Durante o desenvolvimento levou-se em consideração as técnicas de blindagem e os materiais a serem empregados, utilizando simulações eletromagnética (CST) para melhor compreender a influência dos materiais, suas espessuras e espaçamentos. Uma solução inovadora, passível de patente, foi adota na porta, região crítica com relação a blindagem. A proposta de pesquisa na Fase 2 é desenvolver um sistema de caixa blindada, capaz de oferecer flexibilidade de ensaios, cobrindo diferentes protocolos de comunicação, tanto os atuais W-CDMA, GSM, LTE/LTE-A, como os novos SIGFOX, RADIO VESE, NR, LORA e CAT-M, diminuindo desta forma o custo do desenvolvedor de IoT. Tal sistema de caixa blindada deve garantir 100 dB de atenuação mínima na faixa de frequência de 700 MHz até 8 GHz, e possuir um conjunto de antenas que atenda os protocolos e diferentes tipos de ensaio. (AU)