Antena holográfica reconfigurável com otimização de apontamento de feixe pelo uso de redes neurais e otimização convexa

Abstract

Este trabalho retrata o desenvolvimento de uma antena reconfigurável em banda Ku, com frequência central em 12 GHz, que se utiliza de técnicas de holografia e meta superfície para o apontamento de feixe. Ademais, conceitos de rede neural convolucional e otimização convexa são aplicados de modo a melhorar o apontamento de feixe. A antena apresentada é composta por dipolos do tipo fenda como elementos irradiantes, onde a cada elemento irradiante são adicionados diodos PIN, que são utilizados para controlar quais elementos devem ou não irradiar, gerando assim, sua reconfigurabilidade. Os elementos irradiantes são pequenos em termos do comprimento de onda, para que, com o uso de técnicas de metasuperfície, seja possível obter os apontamentos desejados. Para a definição da configuração da antena para cada feixe desejado, é utilizado o método da retro-propagação juntamente com técnicas de holografia. Com o intuito de se obter melhores resultados, foi utilizada uma rede neural convolucional, aplicada ao método da retro-propagação, e foram aplicadas técnicas de otimização convexa ao problema, de modo a obter um feixe ótimo. Foram utilizadas duas técnicas de otimização para que fosse possível analisá-las e compará-las, de modo a identificar as vantagens de cada uma. Tanto a antena, quanto a rede neural convolucional e o algoritmo de otimização convexa foram desenvolvidos e simulados de modo a obter resultados satisfatórios. Entretanto, a antena ainda não está em seu estado definitivo, uma vez que são necessárias alterações para que esta possa ser fabricada.