Desenvolvimento de uma ferramenta computacional para síntese de redes de antenas

• Autor(a) principal: Tolfo, Sabrina Müller
• Data de Publicação: 2016
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UNIPAMPA
• Texto Completo: http://dspace.unipampa.edu.br/jspui/handle/riu/819
• topic: Engineering; Telecomunication engeneering; Antennas; Engenharia; Engenharia de telecomunicações; Antenas; CNPQ::ENGENHARIAS

Neste trabalho é apresentado o desenvolvimento de uma ferramenta computacional baseada no algoritmo de otimização por enxame de partículas (PSO), aplicada na síntese de diagramas de irradiação de redes lineares de antenas. A síntese tem como objetivo determinar as correntes (amplitudes e fases) de alimentação dos elementos que compõem uma rede de antenas. As correntes calculadas devem produzir um diagrama de irradiação que atinge as especificações de projeto. Neste trabalho, a ferramenta foi desenvolvida no software Matlab, e permite realizar o apontamento do feixe em uma determinada direção, além de controlar o nível dos lóbulos laterais. Esse trabalho foi desenvolvido basicamente em três etapas: a escolha do método de otimização a ser utilizado, o desenvolvimento da ferramenta, validação e experimentos realizados. Para definir o método de otimização a ser utilizado na ferramenta, estudaram-se outros dois métodos, o Algoritmo Genético (GA) e a Otimização por Colônia de Formigas (ACO). Dentre eles a que se destacou foi a PSO, devido a sua eficiência e eficácia. Após o desenvolvimento da ferramenta, aplicou-se em redes lineares de elementos isotrópicos, de elemento isolado e uma rede com elemento ativo. Nos experimentos realizados, faz-se a simulação para uma rede com 7 elementos ativos, de forma a sintetizar três diferentes aplicações: sistema com diagrama específico em formato de um cardioide; sistema de feixes comutados; sistema com formato de cossecante ao quadrado. Para validar o método, comparam-se o diagrama especificado, para um apontamento desejado e o simulado no software HFSS e um diagrama no formato da função cossecante ao quadrado, com os diagramas simulado da rede no HFSS, e otimizado pela ferramenta. Além dessas otimizações, fez-se a otimização de duas redes com elementos ativos, utilizadas em um Veículo Aéreo Não Tripulado (VANT), para garantir a comunicação entre o mesmo e a base terrena. Apesar das simulações realizadas, para diferentes aplicações, a real finalidade da ferramenta de síntese é ser um programa genérico, que qualquer usuário, com diferentes aplicações poderá utilizá-lo. Tendo essa ideia em mente, fez-se uma interface gráfica para auxiliar o usuário com a ferramenta de síntese, onde o mesmo entra apenas com os parâmetros de projeto da rede de antenas e com o número de iterações e partículas do método de otimização. A interface vai apresentar o diagrama sintetizado e a curva de evolução, se desejado pelo usuário, o mesmo poderá salvar os coeficientes de excitação dos elementos, e o campo elétrico total.