Aplicações da tecnologia UWB em sistemas de comunicação sem fio e construção de antenas banda larga

O Ultrawide Band (UWB) é uma tecnologia que se apresenta como uma alternativa em sistemas de comunicação sem fio. Ela é capaz de elevar a taxa de dados em uma densidade espectral de potência reduzida. O UWB aparece no cenário mundial como uma possibilidade de prover aos novos equipamentos sem fio, uma comunicação de banda larga rápida, fácil e que pode conviver com sistemas de banda estreita, pois, apesar da largura de banda elevada, sua reduzida densidade espectral de potência faz com que os receptores dos outros sistemas identifiquem o sinal UWB como ruído. Este trabalho visa à apresentação dos conceitos acerca da tecnologia Ultrawide Band, a fim de se explorar o potencial dessa tecnologia. Para isso, são feitos estudos da legislação em vigor e apresentados os pontos positivos e os desafios existentes para a utilização dessa tecnologia. Também são exibidos métodos de geração de pulsos, com a abordagem da eletrônica utilizada e a exposição das características dos pulsos gerados, além das possíveis técnicas de modulação utilizadas que, diferentemente dos casos tradicionais, não utiliza portadora senoidal e, por isso, merece ser estudada. Em todo sistema de comunicação, o canal de transmissão é um elemento do sistema que merece muita atenção. Dessa forma, este trabalho também apresenta o estudo sobre modelagem de canal para sistemas UWB, visto que é necessário rever alguns conceitos adotados para sistemas convencionais, a fim de que o modelo de canal seja coerente com o que ocorre nas transmissões que utiliza o UWB. Por fim, o problema da antena é analisado de forma mais específica, com a avaliação dos requisitos necessários para se obter uma boa antena com aplicações em UWB. Apresentam-se simulações de diferentes tipos de antenas, sendo que, em seguida, três das estruturas foram construídas e medidas em laboratório, a fim de estabelecer comparações e tirar conclusões sobre o potencial de uso de cada uma dessas estruturas. ___________________________________________________________________ ABSTRACTUltrawide Band (UWB) is a technology that presents itself as an alternative for wireless communication system. It is capable of raising the data stream in a low spectral power density. UWB appears in the world scenario as a possibility to provide new wireless equipment, an fast, easy communication with a large bandwith that can deal with narrowband systems, because, despite the ultra large band, its reduced spectral power density is responsible for making the receivers of other systems identify the UWB signal as noise. This paper aims the presentation of concepts of Ultrawide Band technology, so its potencial can be explored. To make it possible, studies of the nowadays legal issues and the presentation of the good points and the current challenges for the utilization of the technology are done. Pulses generation methods are also exhibited, with an approach of the used electronics and the exposure of the characteristics of generated pulses, besides the possible modulation techniques that, differently of the tradicional cases, don`t use sinusoidal carrier and, as a consequence, deserves to be studied. In every communication system, the transmission channel is an element that deserves a lot attention. So, this paper also presents the study of channel modeling for UWB systems, because it is necessary review some adopted concepts for conventional systems, so that the channel model is consistent with what happens in transmissions that utilizes UWB. Finally, the antenna problem is analyzed in a specific approach, with a valuation of the needed requirements for a good antenna to UWB applications. Simulations of different types of antennas are presented and, frontward, three structures were built and measured in laboratory`s procedures, so comparisons were established conclusions were made about the potential use of each one of these structures