As medidas dos diagramas de radiação e perdas de retorno das antenas corneta do telescópio BINGO, foram realizadas no período de 21 a 25 de maio de 2018. Reali- zados na câmara semi anecóica do Laboratório de Medidas de Antenas do LIT, não foi
Capítulo 3. Resultados e Discussão 53
empregado nenhum método de controle de umidade ou temperatura. E as interferências eletromagnéticas e reflexões afetam os resultados a seguir.
Os ensaios de diagramas de irradiação foram realizados utilizando-se antenas transmissoras de polarização linear e os diagramas estão em forma de gráfico cartesiano. Para cada frequência foram feitas as medidas na polarização vertical e horizontal.
As medidas de perda de retorno foram feitas com o uso de um analisador de rede vetorial.
A diretividade foi calculada pelo método de integração numérica dos diagramas de irradiação.
Os testes foram feitos na faixa de frequência de 900 a 1300 MHz, englobando toda a faixa de operação do projeto BINGO. A figura 20apresenta a corneta sob teste.
Figura 20: Antena sob teste. Foto tirada do relatório do LIT.
Fonte: (RAIMUNDI; LOUREIRO,2018)
A seguir mostramos os gráficos de diagrama de radiação para a polarização ho- rizontal coplanar de 900 a 1300 MHz com acréscimo de 50 MHz entre eles. E logo na sequência serão dados os valores de diretividade, largura de feixe, rejeição mínima e relação frente-costas de cada resultado. Os gráficos que apresentam duas curvas, foram normalizados para o feixe de máxima intensidade. A figura 21 apresenta o diagrama para 900 MHz, a diretividade foi calculada com o valor de 21,68dB, a largura de feixe de 3dB é de 15, 61◦, apresentou uma rejeição mínima de 29,43dB e uma relação frente-costas de
Capítulo 3. Resultados e Discussão 54
Figura 21: Teste de polarização horizontal copolar para 900 MHz.
Fonte: (RAIMUNDI; LOUREIRO,2018)
46,01dB.
Figura 22: Teste de polarização horizontal copolar para 950 MHz.
Fonte: (RAIMUNDI; LOUREIRO,2018)
A figura22 apresenta o diagrama para 950 MHz, a diretividade foi calculada com o valor de 22,39dB, a largura de feixe de 3dB é de 14, 64◦ e uma relação frente-costas de
46,95dB.
A figura23 apresenta o diagrama para 1000 MHz, a diretividade foi calculada com o valor de 23,05dB, a largura de feixe de 3dB é de 13, 83◦, apresentou uma rejeição mínima
Capítulo 3. Resultados e Discussão 55
Figura 23: Teste de polarização horizontal copolar para 1000 MHz.
Fonte: (RAIMUNDI; LOUREIRO,2018)
de 22,49dB e uma relação frente-costas de 51,73dB.
Figura 24: Teste de polarização horizontal copolar para 1050 MHz.
Fonte: (RAIMUNDI; LOUREIRO,2018)
A figura24 apresenta o diagrama para 1050 MHz, a diretividade foi calculada com o valor de 23,49dB, a largura de feixe de 3dB é de 13, 13◦, apresentou uma rejeição mínima
de 28,20dB e uma relação frente-costas de 54,23dB.
A figura25 apresenta o diagrama para 1100 MHz, a diretividade foi calculada com o valor de 23,93dB, a largura de feixe de 3dB é de 12, 42◦, apresentou uma rejeição mínima
Capítulo 3. Resultados e Discussão 56
Figura 25: Teste de polarização horizontal copolar para 1100 MHz.
Fonte: (RAIMUNDI; LOUREIRO,2018)
de 25,64dB e uma relação frente-costas de 58,19dB.
Figura 26: Teste de polarização horizontal copolar para 1150 MHz.
Fonte: (RAIMUNDI; LOUREIRO,2018)
A figura26 apresenta o diagrama para 1150 MHz, a diretividade foi calculada com o valor de 24,34dB, a largura de feixe de 3dB é de 11, 77◦, apresentou uma rejeição mínima
de 19,96dB e uma relação frente-costas de 72,78dB.
A figura27 apresenta o diagrama para 1200 MHz, a diretividade foi calculada com o valor de 24,70dB, a largura de feixe de 3dB é de 11, 09◦, apresentou uma rejeição mínima
Capítulo 3. Resultados e Discussão 57
Figura 27: Teste de polarização horizontal copolar para 1200 MHz.
Fonte: (RAIMUNDI; LOUREIRO,2018)
Figura 28: Teste de polarização horizontal copolar para 1250 MHz.
Fonte: (RAIMUNDI; LOUREIRO,2018)
A figura28 apresenta o diagrama para 1250 MHz, a diretividade foi calculada com o valor de 25,21dB, a largura de feixe de 3dB é de 10, 46◦ e uma relação frente-costas de
56,12dB.
A figura29 apresenta o diagrama para 1300 MHz, a diretividade foi calculada com o valor de 25,65dB, a largura de feixe de 3dB é de 9, 99◦, apresentou uma rejeição mínima
de 30,83dB e uma relação frente-costas de 56,36dB.
Os resultados para a polarização horizontal copolar, apresentam um perfil compa- tível com o esperado, além de ter lóbulos secundários em um nível de rejeição bastante
Capítulo 3. Resultados e Discussão 58
Figura 29: Teste de polarização horizontal copolar para 1300 MHz.
Fonte: (RAIMUNDI; LOUREIRO,2018)
satisfatório.
Os gráficos de diagrama de radiação apresentados na sequência são resultados da polarização vertical coplanar de 900 a 1300 MHz com acréscimo de 50 MHz entre eles. E logo na sequência serão dados os valores de diretividade, largura de feixe, rejeição mínima e relação frente-costas de cada resultado.
Figura 30: Teste de polarização vertical copolar para 900 MHz.
Fonte: (RAIMUNDI; LOUREIRO,2018)
A figura30 apresenta o diagrama para 900 MHz, a diretividade foi calculada com o valor de 22,07dB, a largura de feixe de 3dB é de 14, 99◦, apresentou uma rejeição mínima
Capítulo 3. Resultados e Discussão 59
de 23,65dB e uma relação frente-costas de 49,70dB.
Figura 31: Teste de polarização vertical copolar para 950 MHz.
Fonte: (RAIMUNDI; LOUREIRO,2018)
A figura31 apresenta o diagrama para 950 MHz, a diretividade foi calculada com o valor de 22,73dB, a largura de feixe de 3dB é de 13, 37◦ e uma relação frente-costas de
56,17dB.
Figura 32: Teste de polarização vertical copolar para 1000 MHz.
Fonte: (RAIMUNDI; LOUREIRO,2018)
A figura32 apresenta o diagrama para 1000 MHz, a diretividade foi calculada com o valor de 23,02dB, a largura de feixe de 3dB é de 13, 52◦, apresentou uma rejeição mínima
Capítulo 3. Resultados e Discussão 60
Figura 33: Teste de polarização vertical copolar para 1050 MHz. Fonte: (RAIMUNDI; LOUREIRO,2018)
A figura33 apresenta o diagrama para 1050 MHz, a diretividade foi calculada com o valor de 23,50dB, a largura de feixe de 3dB é de 12, 88◦, apresentou uma rejeição mínima
de 35,93dB e uma relação frente-costas de 57,23dB.
Figura 34: Teste de polarização vertical copolar para 1100 MHz.
Fonte: (RAIMUNDI; LOUREIRO,2018)
A figura34 apresenta o diagrama para 1100 MHz, a diretividade foi calculada com o valor de 23,89dB, a largura de feixe de 3dB é de 12, 37◦, apresentou uma rejeição mínima
Capítulo 3. Resultados e Discussão 61
Figura 35: Teste de polarização vertical copolar para 1150 MHz.
Fonte: (RAIMUNDI; LOUREIRO,2018)
A figura35 apresenta o diagrama para 1150 MHz, a diretividade foi calculada com o valor de 24,38dB, a largura de feixe de 3dB é de 11, 65◦, apresentou uma rejeição mínima
de 19,71dB e uma relação frente-costas de 55,39dB.
Figura 36: Teste de polarização vertical copolar para 1200 MHz.
Fonte: (RAIMUNDI; LOUREIRO,2018)
A figura36 apresenta o diagrama para 1200 MHz, a diretividade foi calculada com o valor de 24,64dB, a largura de feixe de 3dB é de 11, 09◦, apresentou uma rejeição mínima
de 25,95dB e uma relação frente-costas de 63,60dB.
Capítulo 3. Resultados e Discussão 62
Figura 37: Teste de polarização vertical copolar para 1250 MHz.
Fonte: (RAIMUNDI; LOUREIRO,2018)
o valor de 24,89dB, a largura de feixe de 3dB é de 10, 59◦ e uma relação frente-costas de
57,07dB.
Figura 38: Teste de polarização vertical copolar para 1300 MHz.
Fonte: (RAIMUNDI; LOUREIRO,2018)
A figura38 apresenta o diagrama para 1300 MHz, a diretividade foi calculada com o valor de 25,30dB, a largura de feixe de 3dB é de 10, 10◦, apresentou uma rejeição mínima
de 31,39dB e uma relação frente-costas de 59,69dB.
Os resultados para a polarização vertical copolar, apresentam um perfil compatível com o esperado, além de ter lóbulos secundários bem atenuados em relação ao lóbulo
Capítulo 3. Resultados e Discussão 63
principal.
Figura 39: Comparação entre as polarizações horizontais e verticais, considerando as coplanares e as cruzadas para 900 MHz. Feito a partir dos dados do relatório do LIT.
Fonte: (RAIMUNDI; LOUREIRO,2018)
As comparações a seguir referente às figuras,39,40,41,42,43,44,46, são para uma análise qualitativa, uma vez que os valores para as polarizações cruzadas se encontram a uma intensidade baixa o suficiente para que as interferências impeçam que a quantificação efetiva seja feita. Entretanto, fica evidente a característica de redução de polarização cruzada da corneta corrugada.
A perda de retorno em particular poderia apresentar valores menores e é questão de buscar alternativas para o sistema. Sabe-se que a transição não estava projetada para a correta frequência central da banda, entretanto, pode-se utilizar das simulações para conseguir melhorias no sinal com alterações no sistema como um todo.
Capítulo 3. Resultados e Discussão 64
Figura 40: Comparação entre as polarizações horizontais e verticais, considerando as coplanares e as cruzadas para 1000 MHz. Feito a partir dos dados do relatório do LIT.
Capítulo 3. Resultados e Discussão 65
Figura 41: Comparação entre as polarizações horizontais e verticais, considerando as coplanares e as cruzadas para 1050 MHz. Feito a partir dos dados do relatório do LIT.
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Figura 42: Comparação entre as polarizações horizontais e verticais, considerando as coplanares e as cruzadas. Feito a partir dos dados do relatório do LIT.
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Figura 43: Comparação entre as polarizações horizontais e verticais, considerando as coplanares e as cruzadas para 1150 MHz. Feito a partir dos dados do relatório do LIT.
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Figura 44: Comparação entre as polarizações horizontais e verticais, considerando as coplanares e as cruzadas para 1200 MHz. Feito a partir dos dados do relatório do LIT.
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Figura 45: Comparação entre as polarizações horizontais e verticais, considerando as coplanares e as cruzadas. Feito a partir dos dados do relatório do LIT.
Fonte: (RAIMUNDI; LOUREIRO,2018)
Figura 46: Representação gráfica da perde de retorno.
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4 Conclusão
O projeto BINGO vai ser o primeiro experimento a obter as medidas de oscilações acústicas de bárion para a faixa de frequência de rádio. Todo o desenvolvimento será de grande importância para as áreas da cosmologia e astronomia, além de embasar os futuros experimentos de maior porte.
As cornetas corrugadas do BINGO constituem uma grande desafio por seu tamanho e dificuldade de fabricação e esse primeiro protótipo conseguiu demonstrar as propriedades da antena de forma eficiente e já direciona a possibilidade de ajustes para as próximas que serão feitas.
A corneta desempenha um bom papel em relação ao critério de diretividade para o lóbulo principal e os valores de rejeição mostram que o projeto e fabricação do protótipo foram satisfatórios nesse quesito.
A simulação gerou pequenas perdas ao longo da faixa de frequência de trabalho do BINGO. Entretanto, a perda de retorno do relatório necessita de melhorias. A junção dos dados de simulação e dos testes físicos são um ótimo começo para a possibilidade de encontrar pontos a serem otimizados.
Para o segundo protótipo devem ser avaliadas com um maior cuidado todas as informações colhidas nesses experimentos e preparar para a próxima fase do projeto BINGO.
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