Projeto e construção de filtro passa–baixa do tipo "waffle iron" aplicado à faixa de 8,2 GHz a 12,4 GHz

Abstract

A utilização de filtros em sistemas de comunicações é de extrema importância, dada a necessidade de selecionar uma banda de freqüência de operação, eliminando-se harmônicos e outros espúrios indesejados. A presença destes componentes é verificada nos experimentos realizados no Laboratório de Antenas e de Eletromagnetismo do Departamento de Engenharia Elétrica da Universidade de Brasília, o que não permite a obtenção precisa de resultados, uma vez que o laboratório não dispõe de filtros adequados às montagens utilizadas. Tendo em vista a necessidade de implementação de filtros, capazes de proporcionar melhores resultados experimentais, este trabalho teve como objetivo o projeto e a construção de um filtro do tipo Waffle-Iron aplicado a freqüências entre 8,2 GHz e 12,4 GHz. O filtro passa-baixa tipo Waffle-Iron tem a função de eliminar harmônicos. Isso é possível projetando sua banda de rejeição para ter no mínimo duas vezes a largura da sua banda de passagem. Este filtro é composto de uma estrutura periódica formada por ilhas de metal construídas com cortes longitudinais e transversais em um bloco de alumínio. As ilhas de metal são seguidas de transformadores de degraus que permitem o casamento de impedância com o guia de onda no qual o filtro será inserido. O projeto do filtro foi realizado adotando o método do parâmetro imagem, e a base do seu desenvolvimento foi o filtro produzido por Cohn, em 1962. Seu projeto apresentou desvantagens devido à limitação no manuseio de potência e também pela detecção de muitos espúrios na banda de passagem e na banda de rejeição. Projetos posteriores não eliminaram os problemas citados. Cabe aqui afirmar que estes efeitos de espúrios também foram detectados no projeto em questão. O filtro foi construído em uma fresadora, onde se obteve as ilhas de metal e os transformadores de degraus. As dimensões foram checadas em um projetor de perfil onde se concluiu que a usinagem não atingiu o grau de precisão desejado. O filtro foi então encaminhado ao Laboratório de Antenas e Eletromagnetismo do Departamento de Engenharia Elétrica da UnB, para a realização de testes, afim de verificar a sua resposta em freqüência. Os testes indicaram que os harmônicos foram eliminados e que o filtro produziu uma atenuação considerável na banda de rejeição e uma banda de passagem bem pouco atenuada, embora alguns espúrios tenham sido observados, conforme citado anteriormente. Os resultados obtidos em testes foram ao encontro da teoria estudada e, portanto, os objetivos do projeto foram alcançados.