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Dissertação de Mestrado
DOI
Documento
Autor
Nome completo
Vitor Teixeira Klingelfus
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2019
Orientador
Banca examinadora
Serrano, Ariana Maria da Conceição Lacorte Caniato (Presidente)
Penchel, Rafael Abrantes
Perotoni, Marcelo Bender
Título em português
Estudo de interferência eletromagnética de radiofrequência entre sistemas de comunicação na faixa de micro-ondas a bordo de um submarino.
Palavras-chave em português
Circuitos de micro-ondas
Filtros de micro-ondas
Interferência eletromagnética
Não linearidades
Submarinos
Tecnologia planar de microfita
Resumo em português
Um navio de guerra é considerado uma plataforma complexa no que tange o projeto de sistemas de comunicação RF, uma vez que diversos desempenhos devem ser considerados para sua adequada integração à mesma. Dentre eles está o controle da interferência de radiofrequência conhecida como co-site interference, causada primariamente pela alta potência radiada de alguns sistemas emissores em relativa proximidade física entre antenas à sistemas receptores de considerável sensibilidade. É o caso do sistema de comunicação civil satelital Inmarsat FB e do receptor GPS civil marítimo, os quais são encontrados em diversos navios mercantes e de guerra e têm frequências de operação próximas. Logo, esta dissertação foca na modelagem e estudo da interferência de radiofrequência entre um emissor Inmarsat FB civil em 1627 MHz (perturbador) e um sistema receptor GPS marítimo (vítima) em 1575 MHz, com suas respectivas antenas em proximidade física a bordo de um submarino; neste estudo, o classe Los Angeles original SSN-688. Adicionalmente, este estudo projeta mitigações para controlar e prevenir tal interferência. A metodologia proposta consiste na determinação do "caminho da interferência" por meio de simulação eletromagnética 3D da isolação eletromagnética entre as antenas perturbadora e perturbada em diferentes hipóteses de alocação nos mastros do SSN-688; caracterização dos efeitos da RFI causados pelo sinal interferente na recepção do sinal desejado, utilizando modelo de circuito cabeça de RF de um receptor típico GPS marítimo em avançado simulador de circuitos incluindo suas respectivas não linearidades; e na proposta, projeto, e fabricação de mitigações adequadas: neste estudo pré-filtros de micro-ondas em tecnologia planar de microfita. O desempenho dos pré-filtros fabricados é comparado com a simulação e com os requisitos de projeto, de maneira a adequadamente mitigar e controlar a interferência.
Título em inglês
Co-site interference study between communication systems at microwave frequency band onboard a submarine.
Palavras-chave em inglês
Co-site interference
Microstrip planar technology
Microwave filters
Non-linearities
Submarines
Resumo em inglês
A war ship is considered a complex environment when it comes to the design of RF communication systems, since several performances must be considered for their integration into the platform. Among them is the control of co-site interference, mainly caused by high power transmitters co-located with sensitive receivers on an antenna to antenna limited space environment, such as on a submarine. It is the case of civilian Inmarsat FB satellite communication and maritime GPS systems, which are both typically encountered on several war and merchant ships and share close frequency bands. Therefore, this dissertation focuses on modelling and studying the RF interference between a civilian Inmarsat FB emitter on 1627 MHz (culprit) and a GPS maritime receiving system on 1575 MHz (victim) on close antennas proximity onboard a submarine: in this study the US Navy retired Los Angeles SSN-688 original class. Additionally, it proposes design of mitigations to attenuate and prevent such interference. The proposed methodology consists on determining the "interference path" by 3D EM simulation of the electromagnetic decoupling between culprit and victim's antennas on different antenna placement hypothesis onboard the SSN-688's masts; estimating the RFI effects on a typical GPS front end receiver circuit model on advanced circuit simulator including its non-linearities; and on proposing, designing and fabricating adequate mitigations: in this study microwave pre-filters based on planar microstrip technology. The performance of the pre-filters fabricated is compared with the simulation and with the requirements in order to attenuate and mitigate as much as possible the detected RFI.
 
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Data de Publicação
2019-07-24
 
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