Análise de propagação de sinais de Rádio Frequência em redes wifi
TE143 Circuitos de Rádio Frequência Prof. Wilson Artuzi 2014.
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TE143 Circuitos de Rádio Frequência
Prof. Wilson Artuzi
2014
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Sistemas de RF
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TX + RX
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Radar Doppler 5-7 GHz
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Placa de Circuito Impresso
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Programa
1. Circuitos em Rádio Frequência
2. Linhas de Transmissão
3. Casamento de Impedâncias
4. Parâmetros de Espalhamento
5. Filtros
6. Circuitos Passivos
7. Circuitos Ativos
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Avaliação
• Prova escrita: nota máxima = 40
• Exercícios: nota máxima = 10
• Trabalho: nota máxima = 50
• Nota do semestre = Soma das 3 notas
• Datas– Prova escrita: 09/04– Apresentações dos trabalhos: 19, 21, 26 e 28/07– Exame final: 04/06 ?
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1. Circuitos em Rádio Frequência
1.1. Rádio Frequência
• ELF e VLF: 300 Hz a 30 kHz
• LF, MF e HF: 30 kHz a 30 MHz
• VHF e UHF: 30 MHz a 3 GHz
• SHF e EHF: 3 GHz a 300 GHz
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1.1. Rádio Frequência
Problema de Rádio Frequência
• Placa de Circuito Impresso com trilha em U
• Fonte e Carga conectadas nas extremidades da trilha
• Azul: plano terra• Verde: trilha• Vermelho: corrente elétrica
Por onde passa a corrente de retorno do plano terra ?
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1.1. Rádio Frequência
Corrente Contínua
O caminho mais curto de retorno porqueapresenta a menor resistência.
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1.1. Rádio Frequência
Frequência Baixa
Além da resistência, o laço fechado pela corrente produz um efeito indutivo devido ao fluxo magnético através da área em amarelo.
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1 kHz
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1.1. Rádio Frequência
Frequência Alta
À medida que a frequência aumenta, a reatância indutiva passa a ser maior que a resistência, logo o caminho de menor impedância é o que apresenta a menor indutância.
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1 MHz
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1.1. Rádio Frequência
Linha de Transmissão
Quando a corrente de retorno segue por debaixo da trilha, surge um efeito capacitivo que ocorre simultaneamente com o indutivo produzindo uma linha de transmissão.
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1.2. Componentes Ideais
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1.2. Componentes Ideais
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1.2. Componentes Ideais
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Amplificador
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1.3. Resistor Real
• R: resistência desejada• C: capacitância interna do substrato• Rs: resistência de contato dos terminais• L: indutância dos terminais•Cp: capacitância externa dos terminais
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Resistor Real
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Resistor Real
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1.4. Capacitor Real
• Rp: resistência de fuga (dielétrico)• C: capacitância desejada• R: resistência de contato dos terminais
•ESR (external series resistance)• L: indutância dos terminais• Cp: capacitância externa dos terminais
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1.5. Indutor Real
• R: resistência do fio• L: indutância desejada• C: capacitância entre espiras
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1.6. Transformador
• L1 e L2: autoindutâncias desejadas• M: indutância mútua desejada• R1 e R2: resistências dos fios• C1 e C2: capacitâncias entre espiras• C12: capacitância entre enrolamentos
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M
R1,R2
L1.L2>M²
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1.7. Diodo
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1.7. Diodo
• Schottky: junção metal-semicondutor• Detetor• Misturador
• Varactor: junção gradualmente dopada• Capacitância controlada por tensão
• PIN: semicondutor não dopado na junção• Chave controlada por corrente• Atenuador controlado por corrente
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1.8. Transistor Bipolar
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1.8. Transistor Bipolar
• BJT: Bipolar Junction Transistor (Si) • HBT: Heterojunction Bipolar Transistor (SiGe, InAlAs)
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1.8. Transistor Bipolar
Modelo de Ebers-Moll para RF
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1.9. Transistor FET
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1.9. Transistor FET
• MESFET: Metal-Semiconductor FET (GaAs, GaN, SiC)• HEMT: High Electron Mobility Transistor (GaAlAs)
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1.9. Transistor FET
Modelo do Transistor FET para RF