Projeto De Circuitos Chaveadores Com Diodos PIN Para Antenas Quasi-yagi Ativas Aplicado às Comunicações móveis.

Universidade Estadual de Campinas

Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação

Departamento de Microondas e Óptica

DMO-FEEC-UNICAMP

Projeto de circuitos chaveadores com diodos PIN para antenas Quasi-yagi ativas aplicado às comunicações móveis.

Autor: Alex Sandro Ribeiro

Orientador: Prof. Dr. Luiz Carlos Kretly

Dissertação submetida à Faculdade de Engenharia Elétrica e de

Computação da Universidade Estadual de Campinas, como um dos

pré-requisitos exigidos para obtenção do título de

Mestre em Engenharia Elétrica.

Campinas, 23 de agosto de 2004.

RESUMO

Este trabalho tem como objetivo estabelecer uma metodologia de projeto para circuitos planares de microondas chaveados utilizando diodos PIN (P-Intrinsic-N). O propósito central deste trabalho é chavear antenas visando o “controle do feixe”, sendo a configuração utilizada facilmente adaptável para o uso em arranjos de antenas. As antenas ativas são baseadas no elemento quasi-Yagi, com amplificação no mesmo substrato utilizado-se um LNA (Low Noise-Amplifier). Estes circuitos visam a aplicação nos diversos sistemas de comunicações móveis 3G e 4G, podendo ser utilizados tanto na ERB quanto no terminal móvel, e também em outros padrões, tais como Wi-Fi, Bluetooth, IEEE 802.16, IEEE 802.11 entre outros. São apresentadas todas as simulações, guias de projeto, tecnologias de implementação e as medidas de caracterização elétrica e de campo aberto para os protótipos construídos.

Palavras-Chave– Circuitos de microondas, Antenas Quasi-Yagi, Diodos PIN, Regras de projeto, Amplificadores de baixo ruído (LNA), Telefonia celular, Controle do feixe.

Abstract

This work aims to establish a design guide methodology for switching microwave planar circuits using PIN (P-Intrinsic-N) diodes. The main purpose of this work is switching antennas to make the beam steering, due to this property to be easily adapted for use in antenna arrays. The active antennas are based on quasi-Yagi element, with amplification on the same substrate using a LNA (Low Noise-Amplifier). This circuits can be applied in several 3G and 4G mobile communication systems either in base stations or in mobile terminals, and also with other standards, such as Wi-Fi, Bluetooth, IEEE 802.16, IEEE 802.11, and others. There are presented the simulations, design guidelines, implementation technology, and the measurements of the electrical characterization and open-air radiation pattern to the fabricated prototypes.

Index Terms– Microwave circuits, Quasi-Yagi antennas, PIN Diodes, Design guidelines, LNA, Cellular telephony, Beam steering.