Desenvolvimento de redes de beamforming com acopladores transdirecionais para operação na faixa de sub-THz

• Processo: 23/12921-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Data de Início da vigência: 01 de janeiro de 2024
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2026
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Elétrica - Telecomunicações
• Pesquisador responsável: Rafael Abrantes Penchel
• Beneficiário: Elígia Simionato
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia. Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus Experimental São João da Boa Vista. São João da Boa Vista , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 24/04045-3 - Design de switches de RF na tecnologia BiCMOS e caracterização de novos dispositivos em frequências sub-THz, BE.EP.MS
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Frequências sub-THz | Matriz de Butler | Ondas lentas | Redes de beamforming | Dispositivos de Radiofrequência

Resumo

As frequências na faixa sub-THz (de 100 a 300 GHz) possibilitarão a utilização de vastas quantidades de novo espectro, que será essencial para concretizar os casos de uso idealizados para o 6G e futuras gerações de redes móveis. Uma das soluções em foco para operação nessas frequências extremamente altas envolve o uso de antenas altamente diretivas, combinadas com redes de beamforming (feixes adaptáveis e eletronicamente direcionáveis). Este projeto propõe desenvolver matrizes de Butler, uma das principais redes de beamforming, operando na faixa de 60 GHz e na banda D (110 a 175 GHz). Propõe-se o desenvolvimento das matrizes utilizando acopladores transdirecionais projetados com a técnica de ondas lentas. Inicialmente, a matriz será projetada para a faixa de 60 GHz, utilizada pelo novo padrão Wi-Fi IEEE 802.11ad. Como esta faixa de frequências já foi extensivamente estudada, o desenvolvimento de acopladores transdirecionais nessas frequências mais baixas permitem abordar os desafios de design desse dispositivo isoladamente. Com o conhecimento acerca do processo de design em 60 GHz, propõe-se então o design para a banda D, no qual o foco será em adaptar as técnicas utilizadas para frequências sub-THz. Os componentes elementares da matriz de Butler - acopladores, defasadores e crossovers - serão projetados, analisados e otimizados isoladamente. Todos os componentes serão integrados em um único dispositivo e, para a faixa de 60 GHz, 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.

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

SIMIONATO, ELIGIA; ALDAYA, IVAN; ROSA, GUILHERME S.; LE, JOAO E. G.; SERRANO, ARIANA L. C.; REHDER, GUSTAVO P.; PENCHEL, RAFAEL A.. Two-axis beamsteering using a wideband Butler matrix and series-fed arrays for millimeter wave frequencies fabricated on metallic-nanowire-membrane platform. AEU-INTERNATIONAL JOURNAL OF ELECTRONICS AND COMMUNICATIONS, v. 184, p. 9-pg., 2024-06-28. (20/09889-4, 23/12921-5, 24/01712-9, 22/03519-6)