CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Linear filtering methods are well known and have been successfully applied to many engineering problems. However, they become unpractical when the parameter space is very large. The recently proposed assumption of system separability allows the development of computationally efficient alternatives to classical filtering methods in this scenario. In this work, we show that system separability calls for multilinear system representation and filtering. Based on this parallel, the proposed filtering framework consists of a multilinear extension of the classical Wiener-Hopf (WH) filter that exploits the separability property to solve the supervised multilinear filtering problem. System identification and antenna beamforming computer simulations were conducted to assess the performance of the proposed method. Our numerical results show our approach has smaller computational complexity and that it provides better estimation accuracy than the classical WH filter, which ignores the multilinear system structure. / MÃtodos de filtragem linear estÃo bem estabelecidos e tÃm sido aplicados em diversos problemas de engenharia. Entretanto, eles tornam-se impraticÃveis quando o espaÃo de parÃmetros à grande. A recente hipÃtese de separabilidade de sistema permite o desenvolvimento de mÃtodos computacionalmente eficientes neste cenÃrio. Neste trabalho, nÃs mostramos que a separabilidade de um sistema leva à sua representaÃÃo multilinear. Em vista disso, o mÃtodo de filtragem proposto consiste em uma extensÃo multilinear do filtro de Wiener-Hopf (WH) clÃssico, que explora a separabilidade para resolver o problema de filtragem multilinear supervisionada. SimulaÃÃes computacionais de identificaÃÃo de sistemas e formataÃÃo de feixes de antenas foram realizadas para a avaliaÃÃo do desempenho do mÃtodo proposto. Nosso resultados numÃricos mostram que nossa abordagem possui menor complexidade computacional e que ela fornece melhor acurÃcia de estimaÃÃo que o filtro de WH clÃssico, que ignora a estrutura multilinear do sistema.

Este trabalho aborda o estudo de redes de antenas de microfita que apresentam características de funcionamento específicas, como desempenho em largura de banda de impedâncias e razão axial, maiores que as habituais, além de baixos níveis de polarização cruzada e lóbulos laterais. Neste contexto, foram realizados projetos de redes, cujas características de funcionamento sugerem que as mesmas apresentam alto desempenho nos parâmetros considerados. Para levar a cabo tais projetos, são utilizadas técnicas de alargamento de banda de impedâncias, controle de nível de polarização cruzada e lóbulos laterais, bem como técnicas de geração de ondas circularmente polarizadas a partir de redes de elementos linearmente polarizados. Problemas, como a deterioração do comportamento dos diagramas com o aumento da largura de banda, comprometimento do nível de lóbulos laterais segundo a geometria da rede e definição de circuitos de alimentação que oferecesse maior estabilidade com a frequência, foram contornados através de técnicas, métodos e procedimentos, desenvolvidos ou aprimorados neste trabalho. Protótipos dos projetos realizados foram construídos e ensaiados, cujos resultados são analisados e comparados aos de simulação.

Neste trabalho são estudadas as antenas de microlinha retangulares moldadas sobre superfícies cilíndricas, através do método da cavidade ressonante. Inicialmente são analisadas antenas formadas por um único elemento irradiador, obtendo se expressões gerais para os campos irradiados e para a impedância de entrada. São também estudados os efeitos sobre as características de irradiação e impedância de entrada, provocados pelas variações dos parâmetros elétricos e geométricos da antena. A irradiação é tratada através da função diretividade e a impedância de entrada através do conceito de tangente de perdas efetiva que engloba as perdas presentes na cavidade. Dirigindo em seguida o estudo para redes cilíndricas de antenas com elementos irradiadores uniformemente espaçados e alimentados por correntes iguais, são encontradas expressões gerais para os campos distantes. Tais expressões são de extremo interesse uma vez que os somatórios, nelas contidos, convergem, rapidamente, especialmente quando o número dos elementos da rede aumenta. É analisada também a diretividade e o "ripple"em função do numero de elementos que compõem a rede. Sempre que possível, comparações entre os resultados obtidos através da presente teoria e os disponíveis na literatura, são efetuadas. Finalmente, são reportados experimentos realizados nos laboratórios de RF do Centro Técnico Aeroespacial.

Estruturas com múltiplas camadas dielétricas cilíndricas concêntricas, excitadas por fontes de natureza elétrica, são analisadas neste trabalho. Utilizando a capacidade de cálculo simbólica do Mathematica, expressões fechadas para os campos eletromagnéticos transformados e respectivas funções de Green, são determinadas. A flexibilidade do procedimento empregado possibilita avaliar as expressões disponíveis na literatura em busca de possíveis erros. Um modelo circuital para a estrutura em análise é desenvolvido mostrando-se promissor no cálculo numérico de funções de Green transversais. Formas assintóticas dos campos eletromagnéticos distantes são estabelecidas e validadas através dos programas MCES e Cylindrical desenvolvidos. A degradação da razão axial de antenas circularmente polarizadas, ocasionada pelo raio de curvatura do cilindro, é compensada atuando-se nas amplitudes e fases das correntes de alimentação. Este procedimento, aplicado ao projeto de uma rede circunferencial de quatro antenas de microfita circularmente polarizadas, produz resultados concordantes com os simulados no HFSS. Seu circuito de alimentação, projetado no HFSS utilizando tecnologia de microfita e realizado com auxílio da matriz de Butler, é analisado detalhadamente. Diagramas de dipolo girante, simulados no MCES e no HFSS na condição estabelecida para as correntes de alimentação, pela matriz de Butler, estão em excelente concordância e apresentam o apontamento desejado. Exemplo de projeto de antena wraparound embutida no corpo do modelo do míssil Sparrow também é realizado. Efeitos das empenas e da posição da antena no diagrama de irradiação são analisados. Impedâncias de entrada de antenas de microfita cilíndricas são analisadas com auxílio do método dos momentos. Especial atenção é dedicada ao pré-tratamento analítico das funções de Green e à utilização de formas assintóticas no cálculo numérico das funções de Bessel-Hankel de pequenos e grandes argumentos. Resultados são condizentes com os simulados no HFSS e os obtidos experimentalmente. Protótipos construídos validam os projetos realizados. Modelo em escala é utilizado na medição em câmara anecóica dos diagramas de irradiação de uma antena para GPS posicionada sobre a fuselagem da aeronave EMB-120. Resultados experimentais estão em excelente concordância com os simulados no HFSS, Cylindrical e MCES.

El presente proyecto de tesis consiste en el diseño e implementación de una antena del tipo microstrip que opere en el rango de frecuencias de la banda de 700 MHz, asignada para telefonía móvil de tecnología LTE en el Perú, la cual tiene como rango de operación desde 698 MHz hasta 806 MHz. El primer capítulo muestra los aspectos generales que intervienen en la problemática correspondiente a este trabajo de tesis; asimismo se hace un análisis de la importancia de la investigación en temas de tecnologías inalámbricas en relación a la coyuntura actual y aspecto social de las comunicaciones móviles. En el segundo capítulo se presenta la teoría general de antenas y de manera específica la teoría concerniente a las antenas microstrip, donde se revisan los conceptos y características de este tipo de dispositivos y la documentación de investigación relacionada a las antenas planas en esta banda. En el tercer capítulo se realiza el correspondiente diseño de la antena. Para ello se hace uso, principalmente del programa de simulación CST y como opciones complementarias los programas EMPro y ADS; seguidamente se muestra el proceso de fabricación de la antena. En el cuarto capítulo se muestran las mediciones y los resultados obtenidos de ciertos parámetros que definen a una antena; en este caso, se realizan las correspondientes mediciones de coeficiente de reflexión, relación de onda estacionaria, ganancia, directividad y patrón de radiación, los cuales serán contrastados con los resultados obtenidos de las simulaciones realizadas y mostradas en el capítulo anterior. Por último, se muestran las conclusiones del análisis de los resultados obtenidos, en comparación con aquellos que se espera conseguir. / Tesis

Orientador: Marcelo Grafulha Vanti. / Co-orientador: Orlando Jose Tobias. / Dissertação (mestrado) - Universidade Regional de Blumenau, Centro de Ciências Tecnológicas, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica.

Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores - Major em Telecomunicações. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Estágio realizado no INEGI e orientado pelo Eng. Pedro Portela e Doutor Jaime Monteiro / Tese de mestrado integrado. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

XIMENES, L. R. MIMO channel modeling and estimation: application of spherical harmonics and tensor decompositions. 2011. 120 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Teleinformática) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2011. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-06-19T11:58:27Z No. of bitstreams: 1 2011_dis_lrximenes.pdf: 12068413 bytes, checksum: 9ff78e05c1f1f9478195c9613fd207ed (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-06-23T17:54:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_dis_lrximenes.pdf: 12068413 bytes, checksum: 9ff78e05c1f1f9478195c9613fd207ed (MD5) / Made available in DSpace on 2015-06-23T17:54:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_dis_lrximenes.pdf: 12068413 bytes, checksum: 9ff78e05c1f1f9478195c9613fd207ed (MD5) Previous issue date: 2011-10-27 / In the last two decades, multiple input multiple output (MIMO) wireless systems have been subject of intense research due to the theoretical promise of the proportional increase of the communications channel capacity as the number of antennas increases. This outstanding property supposes an efficient use of spatial diversity at both the transmitter and receiver. An important and not well explored path towards improving MIMO system performance using spatial diversity takes into account the interactions among the antennas and the (physical) propagation medium. By understanding these interactions, the transmit and receive antenna arrays can be designed to best “match” the propagation medium so that the link quality and capacity can be further improved in a MIMO system. In this work, we consider the use of spherical harmonics and tensor decompositions in the problem of MIMO channel modeling and estimation. The use of spherical harmonics allows to represent the radiation patterns of antennas in terms of coefficients of an expansion, thus decoupling the transmit and receive antenna array responses from the physical propagation medium. By translating simple propagation-motivated channel models with polarization information into the spherical harmonics domain, we study how propagation parameters themselves and antenna configurations affect MIMO performance in terms of capacity and correlation. A second part of this work addresses the problem of estimating directional MIMO channels in the spherical harmonics domain using tensor decompositions. Considering both single-scattering and double-scattering propagation scenarios, we make use of the parallel factor (PARAFAC) and PARATUCK-2 decompositions, respectively, to estimate the propagating spherical modes, from which the directions of arrival (DoA) and directions of departure (DoD) can be extracted. Finally, we propose and compare two methods for optimizing the coefficients of the spherical harmonics expansion of an antenna array for a prespecified MIMO channel response / Nas últimas décadas, sistemas de comunicação sem fio de múltiplas antenas (MIMO - Multiple Input Multiple Output) têm sido objetos de intensas pesquisas devido à promessa teórica do aumento proporcional da capacidade com o aumento do número de antenas. Esta propriedade excepcional supõe um uso eficiente da diversidade espacial no transmissor e receptor. Um caminho importante e não bem explorado no sentido de melhorar o desempenho de sistemas MIMO usando diversidade espacial leva em conta a interação entre as antenas e meio de propagação (físico). Através da compreensão dessas interações, arranjos de antenas de recepção e transmissão podem ser projetados para melhor "casar" com o meio de propagação, tal que a qualidade do link de comunicação e capacidade possam ser melhoradas em um sistema MIMO. Neste trabalho, consideramos o uso de harmônicos esféricos e decomposições tensoriais no problema de modelagem de canal MIMO e estimação. O uso de harmônicos esféricos permite representar os padrões de radiação de antenas em termos de coeficientes de uma expansão, assim desacoplando as respostas dos arranjos de antenas (transmissoras e receptoras) do meio de propagação física. Traduzindo modelos simples de canais baseados em propagação, com informações de polarização, para o domínio dos harmônicos esféricos, estudamos como os parâmetros de propagação si e configurações específicas de antenas afetam o desempenho do sistema MIMO em termos de capacidade e de correlação. A segunda parte deste trabalho aborda o problema de estimar canais direcionais MIMO no domínio dos harmônicos esféricos usando decomposições por tensores. Considerando tanto cenos de espalhamento simples e de duplo espalhamento, fazemos uso das decomposições PARAFAC e PARATUCK2, respectivamente, para estimar os modos esféricos propagantes, a partir das quais as direções de chegada (DoA) e as direções de saída (DoD) podem ser extraídas. Finalmente, propomos e comparamos dois métodos de otimização dos coeficientes da expansão em harmônicos esféricos de arranjos de antenas para respostas de canais MIMO pré-especificados

BEZERRA, J. W. de O. Estudo numérico/experimental de antena ressoadora dielétrica circularmente polarizada com alimentação por sonda única. 2012. 145 f. Dissertação (Mestrado em Teleinformática) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2012-09-13T17:18:30Z No. of bitstreams: 1 2012_dis_jwobezerra.pdf: 7111818 bytes, checksum: 7caaed62656a011b5e0771e217d48d91 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2012-09-25T13:58:03Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_dis_jwobezerra.pdf: 7111818 bytes, checksum: 7caaed62656a011b5e0771e217d48d91 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-09-25T13:58:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_dis_jwobezerra.pdf: 7111818 bytes, checksum: 7caaed62656a011b5e0771e217d48d91 (MD5) Previous issue date: 2012 / The expansion of wireless telecommunications networks and the phenomenon of digital convergence bring the inherent need for research of new components to ensure the sustainability and evolution of the systems. New types of antenna, smaller and more efficient, are required as new devices emerge. In this context, the dielectric resonator antennas, built with new materials, appear as an excellent option to replace the conventional metallic antennas. This work presents a proposal for a circularly polarized dielectric resonator antenna to operate at the center frequency of 2.25 GHz in which a single probe feeding scheme is used to excite two resonant modes in a quarter-cylinder-shaped dielectric. This layout allows the activation of low-order modes with orthogonal distribution of electromagnetic fields, resonating at near frequencies with a 90° phase difference. The concepts of electromagnetic theory related to resonant cavities and the characteristics of dielectric ceramic materials are introduced. Furthermore, the processes of computer modeling and constructing of a prototype are explained. The results are discussed by comparison between the computational model and experimental measurements performed in the laboratory. The study shows a good agreement between the simulated and experimental results and demonstrates the feasibility of the antenna for applications requiring circular polarization for operating at the region of the frequency spectrum close to 2.25 GHz. / A expansão das redes de telecomunicações sem fio e o fenômeno da convergência digital trazem a inerente necessidade da pesquisa de novos componentes que assegurem a sustentabilidade e a evolução dos sistemas. Novos tipos de antenas, menores e mais eficientes, são exigidas à medida que novos dispositivos vão surgindo. Neste contexto, as antenas ressoadoras dielétricas, construídas com novos materiais, aparecem como excelente opção para substituir as antenas metálicas tradicionais. Este trabalho apresenta uma proposta de antena ressoadora dielétrica circularmente polarizada, operando na frequência central de 2,25 GHz, na qual um esquema de alimentação por sonda única é empregado para excitar dois modos ressonantes em um dielétrico em forma de quarto de cilindro. Este leiaute permite a ativação de modos de baixa ordem, com distribuição ortogonal dos campos eletromagnéticos, ressoando em frequências próximas com uma diferença de fase de 90°. São introduzidos conceitos da teoria eletromagnética envolvendo cavidades ressonantes e características dos materiais cerâmicos que compõem o dielétrico. Além disso, os processos de modelagem por computador e de construção de um protótipo são explicados. Os resultados são discutidos comparativamente entre o modelo computacional e as medidas experimentais executadas em laboratório. O estudo demonstra uma boa concordância entre os resultados simulados e os experimentais e evidencia a viabilidade da antena para aplicações que necessitem de polarização circular na região do espectro de frequências próximas a 2,25 GHz.