Título
Síntesis de diagramas de radiación de agrupamientos de antena mediante técnicas de cómputo evolutivo
Radiation patterns synthesis of array antennas using evolutionary computational techniques
Autor
Carlos Roberto Rocha Alicano
Colaborador
DAVID HILARIO COVARRUBIAS ROSALES (Asesor de tesis)
Carlos Alberto Brizuela Rodríguez (Asesor de tesis)
Nivel de Acceso
Acceso Abierto
Materias
Antenas inteligentes, Agrupamiento de antenas, Síntesis de diagramas de radación, Algorítmos genéticos, Evolución diferencial, Smart Anttenas, Antennas array, Radiation pattern synthesis, Genetic algorithms, Differential Evolution - (AUTOR) INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA - (CTI) CIENCIAS TECNOLÓGICAS - (CTI) TECNOLOGÍA DE LAS TELECOMUNICACIONES - (CTI)
Resumen o descripción
Dentro de la síntesis de los diagramas de radiación, la determinación de las amplitudes y fases de la excitación de los elementos que forman un agrupamiento de antenas, así como su estructura, que mejore sus propiedades de radiación, es uno de los temas de mayor interés dentro de la tecnología de antenas inteligentes. Debido a que el problema de la síntesis de diagramas de radiación, involucra dependencias no lineales y no convexas con las características de los elementos y la estructura del agrupamiento de antenas, los algoritmos de cómputo evolutivo se vuelven altamente adecuados para este tipo de problemas de optimización. En este trabajo se realiza el estudio de los métodos de optimización, tanto analíticos como de cómputo evolutivo, para la síntesis de diagramas de radiación en agrupamientos lineales y planos con la excitación uniforme en amplitud, de los elementos de la antena, para reducir efectos como el acoplamiento mutuo. De los algoritmos de cómputo evolutivo, se presentan y se analizan los algoritmos genéticos y uno de los paradigmas más recientes en esta área y de escasa aplicación en problemas de electromagnetismo, el algoritmo de Evolución Diferencial. Para la síntesis de diagramas de radiación con bajos niveles de lóbulo lateral, se propone un algoritmo de Evolución Diferencial en los agrupamientos lineales de antenas, y la aplicación conjunta de Evolución Diferencial y algoritmos genéticos para los agrupamientos planos de antenas. Los resultados presentados en este trabajo, muestran los beneficios de las técnicas de cómputo evolutivo sobre algunos de los métodos analíticos de optimización, en particular las ventajas del algoritmo de Evolución Diferencial. Las comparaciones entre los resultados obtenidos por los distintos métodos, así como la evaluación de la dirigibilidad, son analizadas y discutidas.
A control topic in smart antenna technology is the optimal synthesis of radiation patterns. In order to achieve optimal characteristics of these patterns, appropriate values for the array antenna elements excitation as well as the array structure need to be computed. Due to the non linear and non convex dependence between the radiation pattern and the design parameters, evolutionary computation becomes highly suited to deal with this synthesis problem. In this work, several optimization methods, some of them analytical and some evolutionary, are investigated to synthesize radiation patterns of linear and planar arrays with uniform amplitude excitation of the antenna elements. Uniform amplitude excitation was considered to reduce some radiation effects, such as mutual coupling. One of the youngest paradigms in evolutionary computation, Differential Evolution, and one of the classical, Genetic Algorithms, are presented and analyzed. In contrast to Genetic Algorithms, Differential Evolution has rarely been applied to electromagnetism problems. To perform the radiation pattern synthesis, focused on sidelobe reduction, a Differential Evolution algorithm is proposed for linear arrays, and a combination of Differential Evolution and Genetic Algorithms is proposed for planar arrays. Numerical results presented in this work, show a promising performance of evolutionary algorithms over some analytical methods, in particular of Differential Evolution algorithms. Comparisons results between the methods studied in this work, as well as steering evaluations, are analyzed and discussed.
Editor
CICESE
Fecha de publicación
2006
Tipo de publicación
Tesis de maestría
Recurso de información
Formato
application/pdf
Idioma
Español
Sugerencia de citación
Rocha Alicano, C. R.2006.Síntesis de diagramas de radiación de agrupamientos de antena mediante técnicas de cómputo evolutivo.Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California.106 p.
Repositorio Orígen
Repositorio Institucional CICESE
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