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Síntesis de agrupaciones de antenas por medio de optimización estocástica
Array antennas synthesis using stochastic optimization
ARMANDO ARCE CASAS
DAVID HILARIO COVARRUBIAS ROSALES
MARCO ANTONIO PANDURO MENDOZA
Acceso Abierto
Atribución
Modulación digital
La aplicación de antenas inteligentes en los sistemas de comunicaciones celulares, ha sido de gran interés, debido a sus múltiples prestaciones. En las cuales destaca en la generación de diagramas de radiación adaptables según las condiciones del medio en el cual se transmiten. Por lo cual, en los últimos años la investigación de posibles métodos y tecnologías capaces de mejorar estas características, a través del estudio de la síntesis de agrupamiento de antenas ha sido de vital importancia para el desarrollo tecnológico. Este problema de diseño ha implicado el establecimiento de la geometría del agrupamiento y la determinación de las distribuciones de amplitud y fase en cada elemento de antena dentro del agrupamiento, con el propósito de satisfacer una serie de especificaciones de diseño, en las cuales destaca el ancho de haz, nivel de lobulos laterales, dirigibilidad, directividad, o nuevas restricciones de diseño al diagrama de radiación que involucran la optimización de varios parámetros de diseño a través de la inclusión de máscaras con límites impuestos al factor de agrupamiento. Debido a lo anterior dicha síntesis, requiere examinar todas las posibles soluciones al problema, lo que resulta en un problema con un espacio de búsqueda de solución muy grande, esta tesis se propone el uso de métodos de optimización metaheurísticos, como herramienta eficiente para resolver el problema de diseño de agrupaciones de antenas, y particularmente, la aplicación de optimización con enjambre de partículas, ya que se erige como una alternativa eficiente y atractiva a otros métodos estocásticos mucho más extendidos, tales como algoritmos genéticos. Por lo cual la motivación y el reto en esta tesis es efectuar una comparación entre ambos métodos de optimización con el objetivo de comprobar si pueden aplicarse eficientemente a problemas de síntesis de alimentaciones de agrupaciones lineales de antenas. Los resultados obtenidos en este trabajo, muestran las ventajas y limitaciones de ambos métodos en la aplicación de la síntesis de agrupación lineal de antenas.
The application of smart antennas on cellular communications systems, has been of great interest, due to its multiple benefits. In which it emphasizes the generation of adaptable radiation patterns according to the conditions of the environment in which they transmit. Thus, in the last couple of years the investigacion of possible methods and technologies able to improve these characteristics, through the study of array antennas synthesis has been of vital importance for the technological development. This design problem has implied the establishing of array geometry and the amplitude and phase distribution determination in each antenna element within the array, ir order to satisfy a series of design specifications, emphasizing the beamwidth, side lobe level, dirigibility, directivity, or new design restrictions to the radiation pattern, which involve the optimization of several design parameters through the inclusion of masks with limits imposed to the array factor. Therefore this synthesis, it requires to examine all the possible solutions to the problem, which is a problem with a huge solution space search. This thesis proposes the use of metaheuristic optimization methods, as efficient tools to solve the design problem of antenna array, and particularly, the application of particle swarm optimization, since it is an efficient and attractive alternative to other stochastic methods more extended, such as genetic algorithms. Thus the motivation and the challenge in this thesis are to carry out a comparison between both methods of optimization with the objective to verify if they can be applied efficiently to synthesis problems that involve feeding linear array antennas. The results obtained in this work, show the advantages and limitations of both methods in the application of linear array antennas synthesis.
CICESE
2008
Tesis de maestría
Español
Arce Casas, A.2008. Síntesis de agrupaciones de antenas por medio de optimización estocástica. Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 62 pp.
TECNOLOGÍA DE LAS TELECOMUNICACIONES
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