Please use this identifier to cite or link to this item: https://hdl.handle.net/10216/114168
Author(s): José Ricardo Quaresma Reis Pereira
Title: Projeto de Up-Down Converter e Antena para Comunicações Wi-Fi Sub-Aquáticas
Issue Date: 2018-07-11
Abstract: Radio-waves are strongly attenuated in an underwater environment. However, as the attenuation increases with frequency, the use of lower frequencies may allow to obtain higher range communications. The possibility to use commercial Wi-Fi cards is extremely attractive due to the low cost and due to its large compatibility with IP protocol, allowing the use of Internet in underwater environment. There are several scenarios of application, among which stand out the environmental monitoring and aquaculture surveillance, sea ports as well as the oil, gas and raw materials industry. The work proposal concerns the development of an up-down converter system and an antenna that will allow the use of commercial Wi-Fi cards to establish an underwater communication with higher ranges. The developed system will downconvert the RF signal from the Wi-Fi card ($\sim$ 2.4GHz) to an IF frequency of around 100MHz. This signal will be the one that propagates through the underwater medium. On the receiver side, this signal will be upconverted to the Wi-Fi band again and the communication is established in this way. The circuit design uses an oscillator/PLL, a mixer, and it has amplification chain in the transmission and reception with automatic switching. The project includes the specification and design of the PCB and the antenna as well as the obtained results in measurements performed in a real field.
Description: As ondas de rádio são altamente atenuadas em ambientes sub-aquáticos. Contudo, como essa atenuação aumenta com o aumento da frequência, o uso de baixas frequências permite obter maior distancias de comunicação. A possibilidade de usar cartas Wi-Fi comerciais é extremamente atractiva devido ao seu baixo custo e à sua grande compatibilidade com o protocolo IP, permitindo o uso de Internet em ambientes aquáticos. Há vários cenários de aplicação, entre os quais destaca-se a monitorização ambiental, vigilância marinha, uso em portos marinhos e ainda na industria petrolífera, gas e matéria-prima. Este trabalho prende-se com o desenvolvimento de um sistema de conversão de frequências e de uma antena que permitirá o uso de cartas comerciais Wi-Fi para estabelecer uma comunicação sub-aquática a distâncias maiores. O sistema desenvolvido irá converter o sinal RF da carta Wi-Fi centrado nos canais de 2.4 GHz) para uma frequência IF centrada em 100MHz. Este sinal é o que se propaga pelo ambiente aquático. No lado do receptor o sinal será convertido de volta para a banda Wi-Fi e a comunicação é estabelecida desta forma. O circuito desenvolvido usa um oscilador/PLL, um misturador de frequências, e uma cadeia de amplificação tanto na transmissão tanto na transmissão como na recepção como comutação automática. O projecto inclui a especificação e o desenho da PCB e da antena bem como os resultados obtidos em testes feitos em ambientes reais.
Subject: Engenharia electrotécnica, electrónica e informática
Electrical engineering, Electronic engineering, Information engineering
Scientific areas: Ciências da engenharia e tecnologias::Engenharia electrotécnica, electrónica e informática
Engineering and technology::Electrical engineering, Electronic engineering, Information engineering
DOI: 10.34626/22vf-1y80
TID identifier: 202116522
URI: https://hdl.handle.net/10216/114168
Document Type: Dissertação
Rights: openAccess
Appears in Collections:FEUP - Dissertação

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