Integration and design of a reconfigurable reflectarray antenna with an RF LoRa-based system for IoT multi-protocol applications

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2022
Autor(a) principal: Sousa, Daniel Carvalho de
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: eng
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Antenas (Eletrônica)
Comunicação via satélite
Beamforming
Link de acesso: http://repositorio.unb.br/handle/10482/46308
Resumo: Dissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2022.
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spelling Integration and design of a reconfigurable reflectarray antenna with an RF LoRa-based system for IoT multi-protocol applicationsAntenas (Eletrônica)Comunicação via satéliteBeamformingDissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2022.O presente trabalho consiste no desenvolvimento de uma antena do tipo Reflectarray ativa reconfigurável. O elemento ativo utilizado nessa antena é o diodo PIN, utilizado para o controle da distribuição de fase do elemento irradiante, que consiste de uma estrutura planar retangular do tipo microfita. A antena foi desenvolvida para aplicações de comunicação via satélite operando na banda Ku, devido à sua versatilidade, uma vez que permite o apontamento digital, otimização e conformação de feixe, por meio de diversas técnicas de beamforming (formação de feixe). A técnica de otimização convexa é discutida e implementada para o ajuste de fase e otimização de lóbulos secundários. Essa antena pode ser utilizada tanto em satélites de baixa órbita, quanto em estações rádio-base. Devido às características da topologia apresentada, se faz necessário não só o desenvolvimento de circuitos de controle microcontrolados, mas também o projeto das fontes de alimentação eficientes. Nesse sentido, uma nova abordagem para o circuito de controle é apresentada, que foi validada por meio de um protótipo funcional. Fazendo-se uso da possibilidade de transmissão de dados em longas distâncias, por meio dos satélites de baixa órbita, um sistema baseado no protocolo de transmissão LoRaWAN. Esse sistema foi projetado visando maximizar o alcance da comunicação entre dois dispositivos LoRa.The present work consists of the development of an active reconfigurable Reflectarray antenna. The active element used in the antenna is the PIN diode, which controls the phase distribution of the antenna. The radiating element is based on a flat rectangular microstrip structure. This antenna was developed for satellite communications operating in the Ku band. Its versatility allows for digital beam-scanning, optimization and beamforming, through various techniques, such as the convex optimization technique, which is applied for phase-optimization and sidelobe minimization. This antenna can be used either in low-orbit satellites or base stations. Due to this topology characteristics, the design of the efficient cell control circuit, and efficient power supply are desirable. In this sense, a new approach to the control circuit is shown, which was validated through a functional prototype. Due to the possibility of transmitting data over long distances, through low-orbit satellites, a system based on the LoRaWAN protocol was designed. This system aims to maximize the communication range between two LoRa devices.Faculdade de Tecnologia (FT)Departamento de Engenharia Elétrica (FT ENE)Programa de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaRondineau, Sébastien Roland Marie Josephdanielcsousadf@gmail.comSousa, Daniel Carvalho de2023-08-14T22:31:29Z2023-08-14T22:31:29Z2023-08-142022-12-23info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfSOUSA, Daniel Carvalho de. Integration and design of a reconfigurable reflectarray antenna with an RF LoRa-based system for IoT multi-protocol applications. 2022. 84 f., il. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) — Universidade de Brasília, Brasília, 2022.http://repositorio.unb.br/handle/10482/46308enginfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2025-02-27T16:53:52Zoai:repositorio.unb.br:10482/46308Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2025-02-27T16:53:52Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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