Análise de estruturas de casamento do tipo transformador de quarto de onda em linhas de transmissão

Abstract

Este trabalho tem por objetivo analisar tanto analítica quanto numericamente a aplicação de estruturas de casamento de impedâncias em linhas de transmissão. Será abordada uma estrutura de casamento conhecida como transformador de quarto de onda, muito utilizada em sistemas de transmissão de sinais de alta frequência, para realizar o casamento entre duas impedâncias com valores distintos. Primeiramente, uma breve revisão da literatura será feita para contextualizar acerca do tema. Depois, as respectivas equações que descrevem o comportamento desta estrutura serão deduzidas, bem como seu comportamento em frequência. Também, será estudado em detalhe o caso quando mais de um transformador de quarto de onda é empregado. Além disso, a sensibilidade desta estrutura será analisada, caso uma das impedâncias sofra uma variação percentual em seu valor nominal. Ferramentas computacionais serão empregadas para a análise das equações e a respectiva geração dos resultados numéricos. Finalmente, tanto os resultados analíticos quanto numéricos serão analisados e devidamente comentados.

This work aims to analyze not only analytically but also numerically the use of matching impedance structures in transmission lines. A well-known matching impedance structure called quarter wave transformer will be investigated, which is largely used in high frequency transmission lines to match two different impedances. Firstly, a brief literature review of the subject will be done. After, the respective equations describing the behavior of this structure will be derived, as well the complete frequency analysis. Moreover, the multisection transformer will be studied in great detail. Also, the sensitivity of this multisection transformer will be analyzed in the case of one of the section impedances suffers a variation in its nominal value. Computational tools will be employed in order to analyze the equations and to generate the numerical results. Finally, both analytical and numerical results will be discussed.