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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/3866| Optimización en el diseño de arreglos de antenas utilizando el método de algoritmos genéticos Design of antenna arrays using the method of genetic algorithms | |
| MARCO ANTONIO PANDURO MENDOZA | |
| David Hilario Covarrubias Rosales | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| Arreglos de antennas no-uniformes, multi-objetivo, algoritmo genético, nivel de bulos laterales, ancho de haz principal, patrón de radiación Non-uniform arrays, multi-objective, genetic algorithm, side lobe level, main beam width, radiation pattern | |
| En esta tesis se aborda la problemática asociada al diseño de arreglos de antenas aplicados en los sistemas de comunicaciones móviles celulares. Este trabajo de investigación presenta un modelo del problema de diseño de arreglos de antenas y propone emplear el método de algoritmos genéticos para su solución. El problema de diseño se modela como un problema de optimización de objetivo simple y luego multi-objetivo. En el proceso de optimización de objetivo simple, el procedimiento de diseño se realiza en base a especificaciones del patrón de radiación (ancho de haz principal y nivel de lóbulos laterales) previamente establecidas. El algoritmo de optimización establece el mejor diseño del arreglo de antenas para generar las características del patrón de radiación deseadas. El compromiso de diseño establece que el ancho de haz principal y el nivel de lóbulos laterales son dos parámetros en conflicto. En base a esto, el problema de diseño se modela como un problema de optimización multi-objetivo, donde los objetivos de optimización son la minimización del ancho de haz y el nivel de lóbulos laterales. En el contexto de optimización multi-objetivo en lugar de establecer una solución simple, se establece un conjunto de “buenos” intercambios de compromisos, del cuál, el diseñador de arreglos de antenas seleccionará la mejor solución de acuerdo a la meta de diseño. Un procedimiento de optimización multi-objetivo denominado NSGA-II se propone como solución para el problema de diseño. Este algoritmo genético calcula de manera eficiente las curvas de intercambio de compromisos entre el ancho de haz principal y el nivel de lóbulos laterales para arreglos lineales y circulares. Los resultados de salida del algoritmo propuesto se verifican comparando su frente no-dominado con el frente de Pareto real, que se obtiene con el método de Chebyshev para arreglos lineales con separación uniforme. Para los casos donde no se conocen técnicas analíticas de diseño, por ejemplo, los casos de diseño de arreglos no-uniforme considerando la dirigibilidad del haz principal, el algoritmo genético multi-objetivo establece un frente no-dominado que proporciona al diseñador la ... This thesis deals with the design of antenna arrays for mobile and wireless communications systems. This research shows that antenna array design can be modeled as a simple and multi-objective optimization problem. In the simple optimization process, the antenna array designer specifies the desired antenna parameters then the optimization algorithm attempts to find the best antenna array design. The design trade-off sets that the main beam width and the side lobe level are two conflicting requirements. Therefore, the antenna array design is modeled as a multi-objective optimization problem where the optimization objectives are the minimization of the main beam width and the minimization of the side lobe level. In the context of multi-objective optimization instead of aiming to find a single solution, it is established a set of good compromises or “trade-offs” from which the decision maker, i.e., the antenna array designer will select the best solution in accordance with the design goal. An evolutionary multi-objective optimization procedure denominated NSGA-II is proposed for solving the design problem. This genetic algorithm efficiently computes the trade-off curve between the main beam width and the side lobe level for linear and circular antenna arrays. For uniformly spaced linear arrays, the proposed algorithm is validated by comparing its non-dominated set against the real Pareto front obtained by Chebyshev method. For non-uniform steerable antenna arrays, the genetic algorithm finds a non-dominated front that provides antenna array designers the following information, given a value of the main beam width it provides information on the minimum values of the maximum side lobe level (or vice versa) physically attainable. Although only linear and circular antenna arrays are dealt with in this thesis, the proposed method can be applied to the design of different array geometries and configurations. | |
| CICESE | |
| 2004 | |
| Tesis de doctorado | |
| Español | |
| Panduro Mendoza, M.A. 2004. Optimización en el diseño de arreglos de antenas utilizando el método de algoritmos genéticos. Tesis de Doctorado en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada Baja California. 111 pp. | |
| ANTENAS | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Electrónica y Telecomunicaciones |
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