O desenvolvimento do 5G e a prevista exploração de plataformas de satélite MEO e LEO neste contexto e com aplicações em IoT exigem conhecimentos de eletrónica de micro-ondas. Alguns dispositivos são usados no desenho sistemas de RF e mesmo em agregados de antenas. A análise de dispositivos envolvendo linhas de transmissão usa conceitos transversais que remetem à análise de circuitos e teoria de linhas de transmissão. Normalmente são usados simuladores comerciais para desenhar e otimizar estes dispositivos, contudo perde-se frequentemente a interpretação dos fenómenos físicos e, por conseguinte, a flexibilidade na procura de soluções para os problemas que por vezes se apresentam. Dispositivos envolvendo linhas de transmissão são o alvo principal deste trabalho nomeadamente: Wilkinson power divider de duas vias, o híbrido quadratura e o híbrido ratrace. Havendo análises teóricas da resposta em frequência destes dispositivos a abordagem é insuficiente para os objetivos pretendidos. Estas análises limitam-se a situações em que as portas estão adaptadas e as linhas de transmissão têm impedância característica bem determinada. O objetivo é o desenvolvimento de soluções flexíveis para analisar estes dispositivos numa plataforma interativa que permita obter a resposta em frequência e animação no domínio do tempo para uma frequência arbitrária. A plataforma deverá permitir: a simulação dos dispositivos para cargas e portas arbitrárias. A plataforma servirá ainda de material de apoio para disciplinas relacionadas com o ensino de linhas de transmissão e eletrónica de RF em geral.

The development of 5G and the planned exploration of MEO and LEO satellite platforms in this context and with IoT applications require knowledge of microwave electronics. Some devices are used in the design of RF systems and even in antenna arrays. The analysis of devices involving transmission lines uses transversal concepts that refer to circuit analysis and transmission line theory. Commercial simulators are usually used to design and optimize these devices, however, the interpretation of physical phenomena is often lost and, therefore, flexibility in finding solutions to the problems that sometimes arise. Devices involving transmission lines are the main target of this work namely: two-way Wilkinson power divider, the quadrature hybrid and the rat race hybrid. Some methods to obtain the frequency response of these devices are insufficient for the intended objectives. These methods are limited to situations in which the ports of devices are matched and the transmission lines have a well-determined characteristic impedance. The objective is the development of flexible solutions to analyze the devices in an interactive platform that allows obtaining the frequency response and animation in the time domain for an arbitrary frequency. The platform should allow the simulation of devices for arbitrary loads and input ports. The platform will also serve as support material for subjects related to the teaching of transmission lines and RF electronics in general.

Mestrado em Engenharia Eletrónica e Telecomunicações