Plataforma computacional para otimização de antenas multi-lóbulos eficientemente integradas a sistemas de comunicação sem fio

Abstract

Devido ao expressivo crescimento dos sistemas de comunicações sem fio, diversos trabalhos vêm sendo apresentado com o intuito de aproveitar melhor o espectro de frequências. Esse trabalho propõe uma nova forma de se projetar antenas onde se leva em consideração não apenas o seu desempenho elétrico individual, mas também parâmetros do sistema de comunicação frequentemente desconsiderados em sistemas de comunicação no qual a antena está inserida. É mostrado que em ambientes com diversos enlaces, os tipos de modulações utilizados afetam o projeto de antenas. A técnica utilizada no projeto é baseada em otimização por Algoritmos Genéticos e visa obter níveis de lóbulos predeterminados em direções desejadas. A plataforma computacional que permite o projeto das antenas foi desenvolvida parte em linguagem Java e parte em linguagem MATLAB. Sua arquitetura é dividida em três partes: um módulo que realiza a análise de antenas; um módulo que realiza a análise de sistemas de comunicação; e um módulo que realiza integração entre os dois primeiros por uma camada de otimização por Algoritmos Genéticos. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT

The explosive growth of wireless communication systems lead to several investigations aiming a more efficient usage of the frequency spectrum. The present work introduces a new way to design antennas, considering not only their individual electrical performance, but also other system parameters not usually considered. Scenarios are discussed and analyzed in detail in which several links and antenna lobes are taken into account, assessing the influence of the digital modulation schemes in the design of antennas. An optimization layer is employed based on the Genetic Algorithms and optimizes the sidelobe levels and directions according to the desired scenario. The computational platform was developed in Java and Matlab and can be divided in three parts: antenna analysis; communication systems; and the integrating optimization layer based on the Genetic Algorithm.