Sistema de determinação de direção de chegada de emissor de rf com um único receptor : uma contribuição a técnica baseada em pll

Abstract

Sistemas de DF (Direction Finding) são usados para estimar o ângulo de chegada (AOA-Angle Of Arrival) de sinais de comunicações. Estes sistemas têm sido utilizados em aplicações militares e civis, tais como: radar, navegação e radiocomunicações para propósitos de localização. A arquitetura de um sistema de DF consiste usualmente de um arranjo de antenas seguido de um ou mais receptores. Sistemas de múltiplos receptores são mais robustos e conseguem uma melhor estimativa do AOA. Sistemas com um único receptor possuem moderada precisão, porém com um significante benefício em termos de peso, custo, complexidade e consumo de potência é obtido. Neste trabalho, é realizada a estimação do AOA utilizando a técnica PLL aplicada a sistemas com apenas um receptor, para sinais de comunicação. Modificações são propostas para estender a técnica para determinação dos ângulos de azimute (φ) e zênite (θ). Testes são realizados em modulações digitais mais complexas (BPSK e QPSK) e em arranjos de 8 e 16 antenas, mantendo-se baixa complexidade computacional. Os fundamentos teóricos e questões práticas de utilização da técnica proposta também são apresentados. A determinação do AOA deve considerar efeitos provocados pelo arranjo de antenas. Desta forma, este trabalho avalia algumas arquiteturas de hardware para utilização com a técnica PLL. A resposta em frequência é verificada no software CST R . Após virtualização do hardware no ambiente de RF, uma metodologia é criada para verificar os efeitos do hardware na estimação DOA (Direction Of Arrival). Resultados comparativos entre a nova abordagem e a tradicional são avaliados. Finalmente, seu desempenho é verificado através de testes simulados e práticos, em ambientes ruidosos, com multipercuso e interferência.