Orientadores: Fernando Jose Von Zuben, Cynthia Cristina Martins Junqueira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-08T19:03:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Barra_TiagoVenturieri_M.pdf: 6614671 bytes, checksum: 4facb72e441f3af7afdbfc42f31ca50b (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: O estudo de antenas de micro?ta envolve a especi?cação de um amplo espectro de parâmetros físicos, e cada proposta de antena requer o emprego de algoritmos avançados de cálculo numérico para medidas de desempenho, como impedância de entrada, padrão de irradiação e ganho em faixas especí?cas de freqüência. O principal objetivo desse trabalho é desenvolver um ambiente computacional combinando um software de análise de estruturas eletromagnéticas, MStrip40, baseado no método dos momentos (MoM), e um método de busca evolutivo, denominado algoritmo genético. Buscam-se valores ótimos de parâmetros físicos de antenas de micro?ta, como comprimento e largura do elemento irradiador e da linha de alimentação, entre outros. São tratados vários tipos de antenas de micro?ta, e um elenco amplo de critérios de desempenho é considerado, mantendo sempre um valor baixo para o coe?ciente de onda estacionária na freqüência de projeto. A validação dos resultados gerados pelo ambiente computacional é alcançada através da fabricação da melhor antena obtida em cada caso de estudo, seguida por testes de desempenho do dispositivo físico fabricado, realizados em laboratórios especializados / Abstract: The study of microstrip antennas involves the speci?cation of a broad spectrum of physical parameters, and each antenna proposal requires the use of advanced algorithms of numerical calculus to measure the performance, such as input impedance, radiation pattern and gain in speci?c frequency bands. The main objective here is to develop a computational environment joining a software for electromagnetic structure analysis, called MStrip40 and based on the Method of Moments (MoM), together with an evolutionary search method founded on a genetic algorithm. The outcome is composed of optimal values for physical parameters of the microstrip antenna, such as length and width of the radiator element and of the feeding line. Several kinds of microstrip antennas are treated, and a wide range of performance criteria are considered, always keeping a low value for the coef?cient of stationary wave at the design frequency. The validation of the results produced by the computational environment is achieved by means of the manufacture of the best obtained antenna in each case study, followed by performance evaluation of the manufactured physical device, which is accomplished in dedicated laboratories / Mestrado / Engenharia de Computação / Mestre em Engenharia Elétrica

Submitted by Marlucy Farias Medeiros (marlucy.farias@unipampa.edu.br) on 2017-10-02T18:23:28Z No. of bitstreams: 1 Marcelo Pereira Magalhães - 2017.pdf: 16186012 bytes, checksum: dc2e2c4f42a58ebcadb895281114a36d (MD5) / Approved for entry into archive by Marlucy Farias Medeiros (marlucy.farias@unipampa.edu.br) on 2017-10-04T17:35:03Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Marcelo Pereira Magalhães - 2017.pdf: 16186012 bytes, checksum: dc2e2c4f42a58ebcadb895281114a36d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-04T17:35:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marcelo Pereira Magalhães - 2017.pdf: 16186012 bytes, checksum: dc2e2c4f42a58ebcadb895281114a36d (MD5) Previous issue date: 2017-05-12 / This thesis presents the design and analysis of an antenna array system for mobile communication services in a scenario using high altitude platforms (HAPs). For this purpose, a dual-band and dual-polarized microstrip antenna array has been designed, whereby the array should receive the signal in one band and resend it in the other operating band. These requirements have been fulfilled by using a stacked arrangement, whereby each patch has been fed by independent feed lines. Circular polarization was obtained by the use of square patches with truncated corners. Optimizations were needed so as to compensate the effects of mutual coupling on the axial ratio level. To perform the radiation pattern synthesis for the transmission function, an algorithm to calculate the required excitation coefficients was employed to steer the main beam and to control the side lobe level. Additionally to the array design, the development of the high-frequency (HF) circuitry for the retransmission is described. The design of the transmitter was done using off-the-shelf components, which have been tested individually prior to the final integration into the final layout. During the tests, the need of knowledge of the electromagnetic properties of the printed circuit layout and the active/passive components is crucial for a successful design. In order to accelerate the development of HF circuitry, a procedure to perform electromagnetic simulations of HF printed circuit boards is proposed. Experimental results demonstrated that this procedure yielded accurate engineering predictions. / Este trabalho apresenta o projeto e análise de um sistema de rede de antenas para serviços de comunicações móveis em um cenário empregando plataformas de alta altitude (HAPs). Para este fim, uma rede de antenas de microfita foi projetada para operar em dupla-banda e dupla-polarização, onde a rede deve receber o sinal em uma banda e reenviá-lo em outra. Esses requisitos foram cumpridos usando uma rede de antenas com m´ultiplas camadas, onde cada patch foi alimentado por linhas de alimentação independentes. A polarização circular foi obtida pelo uso de patches quadrados com os cantos truncados. Foram necessárias otimizações para compensar os efeitos de acoplamento mútuo no nível da razão axial. Para realizar o controle do diagrama de irradiação para o modo de transmissão, utilizou-se um algoritmo para calcular os pesos necessários para apontar o lóbulo principal e controlar o nível dos lóbulos laterais. Adicionalmente ao projeto da rede, o desenvolvimento de um circuito em alta frequência (HF) para a retransmissão foi descrito. O projeto do circuito transmissor foi realizado empregando componentes comerciais, que foram testados individualmente antes da integração final. Durante os testes em bancada, ficou evidente a necessidade de predição do comportamento eletromagnético do layout da placa de circuito impresso e dos componentes ativos/passivos para obtenção de bons resultados. Com o intuito de acelerar o processo de desenvolvimento de circuitos em HF, um procedimento para a realização de simulações eletromagnéticas de placas de circuito impresso foi proposto. Os resultados experimentais demonstraram que este procedimento produziu bons resultados.

Orientador: Hugo Enrique Hernandez Figueroa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-22T03:58:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Moraes_MuriloOliveirade_M.pdf: 26552033 bytes, checksum: 9a9022f8aa6d5e4e72047f0798ad57da (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: A complexidade dos sistemas eletrônicos atuais cria a demanda por mais componentes num mesmo sistema, ao mesmo tempo em que exige sistemas mais compactos. Esta dissertação apresenta o desenvolvimento, fabricação e testes de uma antena GSM quadribanda, integrada a um módulo rastreador automotivo produzido no mercado nacional. A antena opera dentro das faixas de freqüências correspondentes _as bandas GSM 850/900/1800/1900, com desempenho adequado para uso no sistema de comunicação GSM, estando em conformidade com testes de TRP, sendo o produto final homologado pela ANATEL e agências reguladoras de outros países. A antena é um monopolo com dobras especiais para ajuste de ressonância. O casamento da antena com o sistema _e realizado via um toco em curto dobrado, não trivial, otimizado para um casamento banda-larga ao longo do espectro GSM ocupado / Abstract: The complexity of today's electronic systems creates demand for more quantity and less cost of components in a system, at the same time that the system must be made smaller. This dissertation presents the design and tests of a quadband GSM antenna, embedded into an existing automotive tracking module produced in Brazil. The antenna operates within the GSM 850/900/1800/1900 bands, with performance suitable for its use in the GSM system, being in conformance with TRP tests. The final product is approved by Brazil's regulatory agency ANATEL and by other countries' agencies. The antenna is a monopole with special bandings for resonance adjustment. The antenna matching is achieved with a shorted bent stub, non-trivial, optimized for a broadband matching over the occupied GSM spectrum / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Systems with multiple transmitting and receiving antennas in large-scale (LS-MIMO - large-scale multipleinput multiple-output) enable high spectral and energy efficiency gains, which results in an increase in the data transmission rate in the same band, without increasing the transmitted power per user. In addition, with the increase of the number of antennas in the base station (BS) it is possible to attend to a larger number of users per cell, in the same occupied band. Furthermore, it has been found in the literature that the reported advantages of LS-MIMO systems can be obtained with a large number of antennas on at least one side of the communication, usually in BS due to physical restriction in user equipments. However, such advantages have their cost: the use of a large number of antennas also difficult tasks involving signal processing, such as estimation of channel coefficients, precoding and signal detection. It is at this juncture that this Doctoral Thesis is developed, in which the computational complexity of performing efficient detection methods in LSMIMO communication systems is explored through the analysis of algorithms and optimization techniques in the solution of specific problems and still open. More precisely, this Thesis discusses and proposes promising detection techniques in LS-MIMO systems, aiming to improve performance metrics - in terms of error rate - and computational complexity - in terms of the number of mathematical operations. Initially, the problem is introduced through a conventional MIMO system model, where channels with imperfect estimates and correlation between transmitter (Tx) and receiver (Rx) antennas are considered. Preprocessing techniques based on lattice reduction (LR) are applied in linear detectors, in addition to the sphere decoder (SD), which proposes a lookup table procedure in order to provide a reduction in computational complexity. It is shown that the LR method in the pre-detection results in a significant performance gain in both the condition of uncorrelated and correlated channels, and in the latter scenario the improvement is even more remarkable due to the diversity gain provided. On the other hand, the complexity involved in the application of LR in high correlation scenarios becomes preponderant in linear detectors. In the LR-SD using the lookup table procedure, the optimum gain was reached in all scenarios, as expected, and resulted in a lower complexity than maximum likelihood (ML) detector, even with maximum correlation between antennas, which represents the most complex scenario for the LR technique. Next, the message passing (MP) detector is investigated, which makes use of Markov random fields (MRF) and factor graph (FG) graphical models. Moreover, it is shown in the literature that the message damping (MD) method applied to the MRF detector brings relevant performance gain without increasing computational complexity. On the other hand, the DF value is specified for only a restricted range of scenarios. Numerical results are extensively generated, in order to obtain a range of analysis of the MRF with MD, which resulted in the proposition of an optimal value for the DF, based on numerical curve fitting. Finally, in the face of the MGS detector, two approaches are proposed to reduce the negative impact caused by the random solution when high modulation orders are employed. The first is based on an average between multiple samples, called aMGS (averaged MGS). The second approach deploys a direct restriction on the range of the random solution, limiting in d the neighborhood of symbols that can be sorted, being called d-sMGS. Numerical simulation results show that both approaches result in gain of convergence in relation to MGS, especially: in regions of high system loading, d-sMGS detection demonstrated significant gain in both performance and complexity compared to aMGS and MGS; although in low-medium loading, the aMGS strategy showed less complexity, with performance marginally similar to the others. Furthermore, it is concluded that increasing the dimensions of the system favors a smaller restriction in the neighborhood. / Sistemas com múltiplas antenas transmissoras e múltiplas antenas receptoras em larga escala (LS-MIMO - large-scale multiple-input multiple-output) possibilitam altos ganhos em eficiência espectral e energética, o que resulta em aumento da taxa de transmissão de dados numa mesma banda ocupada, sem acréscimo da potência transmitida por usuário. Além disso, com o aumento do número de antenas na estação rádio-base (BS- base station) possibilita-se o atendimento de maior número de usuários por célula, em uma mesma banda ocupada. Ademais, comprovou-se na literatura que as vantagens relatadas dos sistemas LS-MIMO podem ser obtidas com um grande número de antenas em, pelo menos, um dos lados da comunicação, geralmente na BS devido à restrição física nos dispositivos móveis. Contudo, tais vantagens têm seu custo: a utilização de um grande número de antenas também dificulta tarefas que envolvem processamento de sinais, como estimação dos coeficientes de canal, precodificação e detecção de sinais. É nessa conjuntura em que se desenvolve esta Tese de Doutorado, na qual se explora o compromisso desempenho versus complexidade computacional de métodos eficientes de detecção em sistemas de comunicações LS-MIMO através da análise de algoritmos e técnicas de otimização na solução de problemas específicos e ainda em aberto. Mais precisamente, a presente Tese discute e propõe técnicas promissoras de detecção em sistemas LS-MIMO, visando a melhoria de métricas de desempenho - em termos de taxa de erro - e complexidade computacional - em termos de quantidade de operações matemáticas. Inicialmente, o problema é introduzido através de um modelo de sistema MIMO convencional, em que são considerados canais com estimativas imperfeitas e com correlação entre as antenas transmissoras (Tx) e entre as receptoras (Rx). Aplicam-se técnicas de pré-processamanto baseadas na redução treliça (LR - lattice reduction) em detectores lineares, além do detector esférico (SD - sphere decoder), o qual é proposto um procedimento de tabela de pesquisa a fim de prover redução na complexidade computacional. Mostra-se que o método LR na pré-detecção resulta em ganho de desempenho significante tanto na condição de canais descorrelacionados quanto fortemente correlacionados, sendo que, neste último cenário a melhoria é ainda mais notável, devido ao ganho de diversidade proporcionado. Por outro lado, a complexidade envolvida na aplicação da LR em alta correlação torna-se preponderante em detectores lineares. No LR-SD utilizando o procedimento de tabela de pesquisa, o ganho ótimo foi alcançado em todos os cenários, como esperado, e resultou em complexidade inferior ao detector de máxima verossimilhança (ML - maximum likelihood), mesmo com máxima correlação entre antenas, a qual representa o cenário de maior complexidade a técnica LR. Em seguida, o detector por troca de mensagens (MP - message passing) é investigado, o qual faz uso de modelos grafos do tipo MRF (Markov random fields) e FG (factor graph). Além disso, mostra-se na literatura que o método de amortecimento de mensagens (MD - message damping) aplicado ao detector MRF traz relevante ganho de desempenho sem aumento na complexidade computacional. Por outro lado, o valor do DF (damping factor) é especificado para somente uma variedade restrita de cenários. Resultados numéricos são extensivamente gerados, de forma a dispor de uma gama de análises de comportamento do MRF com MD, resultando na proposição de um valor ótimo para o DF, baseando-se em ajuste de curva numérico. Finalmente, em face ao detector MGS (mixed Gibbs sampling), são propostas duas abordagens visando a redução do impacto negativo causado pela solução aleatória quando altas ordens de modulação são empregadas. A primeira é baseada em uma média entre múltiplas amostras, chamada aMGS (averaged MGS). A segunda abordagem realiza uma restrição direta no alcance da solução aleatória, limitando em até d a vizinhança de símbolos que podem ser sorteados, sendo chamada de d-sMGS (d-simplificado MGS). Resultados de simulação numérica demonstram que ambas abordagens resultam em ganho de convergência em relação ao MGS, destacando-se: em regiões de alto carregamento, a detecção d-sMGS demonstrou ganho expressivo tanto em desempenho quanto em complexidade se comparada à aMGS e MGS; já em baixo-médio carregamentos, a estratégia aMGS demonstrou menor complexidade, com desempenho marginalmente semelhante às demais. Além disso, conclui-se que o aumento do número de dimensões do sistema favorece uma menor restrição na vizinhança.

Submitted by Sandro Camargo (sandro.camargo@unipampa.edu.br) on 2015-05-09T22:22:57Z No. of bitstreams: 1 126110018.pdf: 3775876 bytes, checksum: 4a58f20709bf7c39682924a84079246d (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-09T22:22:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 126110018.pdf: 3775876 bytes, checksum: 4a58f20709bf7c39682924a84079246d (MD5) Previous issue date: 2014-09-08 / Neste trabalho, são apresentadas diferentes técnicas que possibilitam a obtenção de característica dupla-faixa para antenas de microfita especificamente voltadas para aplicações em estações rádio-base de telefonia móvel celular no Brasil. As faixas de frequência de interesse encontram-se no intervalo de 0,824 GHz a 0,960 GHz para a banda inferior e 1,710 GHz a 2,165 GHz para a banda superior. Além de atender as especificações técnicas de faixa de passagem, devem ser atendidos os requisitos de coeficiente de reflexão, polarização, ganho, largura de feixe de irradiação e impedância de entrada na faixa de interesse. Primeiramente, para obtenção de antenas de microfita com característica multibanda, descreve-se a técnica em que são dispostas fendas nos elementos irradiadores, onde são estudadas três topologias de antenas, explicando-se os princípios de funcionamento e destacando-se as particularidades de cada geometria. As três antenas são analisadas e projetadas com o auxílio do software comercial de simulação eletromagnética Ansoft Designer ® , visando levantar os parâmetros elétricos através de diversos estudos paramétricos em função da variação das dimensões das antenas para compreender melhor o comportamento de cada estrutura simulada. A antena com elemento irradiador em forma de H foi a única que cumpriu os requisitos em termos de faixa de passagem e diagramas de irradiação para operação em sistemas de telefonia móvel celular. No entanto, esta geometria resultou em dimensões físicas consideráveis, pois necessita da utilização de múltiplas camadas dielétricas, acarretando em um protótipo de volume considerável e de elevado custo de produção. Outra técnica estudada foi a sobreposição de elementos irradiadores, porém a mesma não é investigada detalhadamente em função de o custo de produção da antena ser mais elevado em comparação a topologias coplanares. Em seguida, uma técnica com irradiadores em fenda anelar e dupla alimentação é proposta. A antena é projetada considerando-se duas portas independentes, uma para cada banda de operação, formando uma antena de dois acessos altamente isolados. Simulações com o software HFSS TM mostraram que é possível satisfazer as especificações para operação em estações rádio-base de telefonia móvel celular. A grande vantagem desta estrutura é a possibilidade de utilização de apenas um laminado de micro-ondas, o que reduz o custo de produção em comparação a outras topologias. Protótipos foram construídos e caracterizados experimentalmente para validar o projeto realizado no simulador eletromagnético. Constatou-se a presença de discrepâncias entre os resultados simulados e medidos. Após simulações paramétricas, verificou-se que o processo de construção alterou a geometria do protótipo em relação ao modelo de simulação. Após a inclusão das imperfeições do processo construtivo no modelo, foi possível estimar as mudanças necessárias no protótipo. Após os devidos ajustes realizados em bancada, os resultados medidos exibiram boa concordância com a previsão teórica. Por fim, realizou-se um estudo de viabilidade da utilização da antena em fenda anelar dupla-faixa para composição de uma rede de antenas para estações rádio-base. A análise teve como principal objetivo verificar a possibilidade de síntese de diagramas de irradiação em forma de cossecante ao quadrado em ambas as bandas de operação. Excelente resultado foi obtido para a banda inferior, enquanto que algumas limitações foram encontradas na banda superior. / In this work we present different techniques for achieving the dual-band feature for microstrip antennas aimed to be used in the mobile communication base stations of Brazil. The focused frequency range for lower and higher bands is in the 0.824-0.960 GHz and 1.710-2.165 GHz intervals, respectively. In addition to comply with the technical specifications, the solution is also supposed to meet the requirements of return loss, polarization, gain, beamwidth radiation and input impedance in the focused frequency range. Initially, in order to obtain microstrip antennas with dual-band characteristic, we describe the technique in which slots are placed in the irradiating elements. Three antenna topologies are analyzed in its operation principles, emphasizing the particularities of each geometry. The antennas are designed with support of Ansoft Designer ® , a commercial software that simulates electromagnetic features, in order to find out the electrical parameters through parametric studies and to better understand the behavior of each simulated structure. These studies considered the variation in the dimensions of antennas. The H-shaped microstrip antenna was the only one able to fulfill the requirements of bandwidth and irradiation diagrams for operation in mobile communication. However, this geometry originated an antenna of considerable physical dimensions, because it requires the use of multiple dielectric layers, resulting in a prototype of considerable volume and high production cost. Another technique studied was the stacking of irradiating elements. However it isn’t investigated in detail because of the production cost of the antenna, which is higher than the ones of coplanar topologies. After all that, we propose a technique based in annular-slot antennas and double feed. The antenna is designed considering two independent ports, one for each band of operation, making an antenna of two highly insulated accesses. Simulations by the HFSS TM software have shown that it’s possible to comply with the specifications for operation in base stations of the mobile communication. The biggest advantage of this structure over other topologies is that it may be made of only one microwave laminate, reducing the production cost. Prototypes were built and measured to validate the design in the electromagnetic simulator. It was noted the discrepancies between the simulated and measured results. After running parametric simulations, we found out that the building process of the prototype changed the geometry of the simulation model. We included these imperfections in the model and it was possible to estimate the necessary changes in the prototype. After inclusion of the adjustments, the measured results behaved just alike the theoretical prediction. Finally, we’ve done a feasibility study on the use of the dual-band annular slot antenna for making an array of antennas for base stations. The study aimed to verify the suitability of synthetizing squared-cosecant shaped pattern in both operation bands. We got excellent results for the lower band, although some limitations were found for the higher band.

Submitted by Sandro Camargo (sandro.camargo@unipampa.edu.br) on 2015-05-09T23:05:48Z No. of bitstreams: 1 117110020.pdf: 13178438 bytes, checksum: f29a9ebb8c16cd912a974177b062c58e (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-09T23:05:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 117110020.pdf: 13178438 bytes, checksum: f29a9ebb8c16cd912a974177b062c58e (MD5) Previous issue date: 2014-04-04 / Neste trabalho é apresentado um estudo de redes lineares de antenas com elementos isotrópicos e projetos em tecnologia de microfita, com diagrama de irradiação conformado e controle dos lóbulos secundários. A especificação a ser cumprida éa de uma antena para estações rádio-base operando na frequência alocada par a tecnologia 4G no Brasil. O trabalho descreve ferramentas computacionais que auxiliem na síntese de redes de antenas. Como resultado do processo de otimização, os coeficientes de excitação dos diversos elementos que compõem as redes de antenas são obtidos. Primeiramente é descrito o sistema de telefonia móvel celular, apresentando os principais pontos de interesse neste trabalho, tais como evolução dos sistemas de comunicação sem fio, conceito de reuso de frequência, capacidade do sistema, interferência co-canal e posicionamento das estações rádio-base no sistema celular, além das principais características elétricas das antenas utilizadas atualmente no atendimento aos assinantes. Em seguida, considera-se a existência de uma linha de visada entre a estação rádio-base e o usuário, possibilitando a obtenção do nível aproximado de potência recebida à medida este se afasta da torre. Como meta, deseja-se a distribuição uniforme da potência até o limite da célula, que resulta em um diagrama de irradiação para a antena na forma de cossecante ao quadrado. Além disso, busca-se a minimização da interferência co-canal e a redução do percentual de energia irradiada na região do horizonte. Métodos de síntese de diagrama são estudados e implementados em Matlab visanado a obtenção do diagrama desejado a partir dos coeficientes de excitação dos elementos da rede linear, tais como, método da Transformada de Fourier, de Woodward-Lawson e dos mínimos quadrados. Apesar destes métodos serem vastamente utilizados, não foi possível obter uma síntese adequada do diagrama desejado. Desta forma, métodos de otimização iterativos foram investigados visando ao controle dos lóbulos secundários e a conformação do diagrama. Optou-se pela combinação do algoritmo genético com a programação quadrática sequencial, empregado para a busca de um mínimo local tendo como partida a melhor solução encontrada pelo algoritmo genético. Tal combinação permitiu rápida convergência na obtenção dos coeficientes de excitação da rede. Em seguida uma rede de antenas de microfita foi projetada no software HFSS para reproduzir o diagrama na forma de cossecante ao quadrado quando excitadas pelos coeficientes calculados com a ferramenta computacional. Durante o processo de síntese, todos os efeitos observados em uma rede de antenas foram considerados, tais como acoplamento mútuo e efeito de borda. Após conhecidos o coeficientes de excitação, projetou-se um sistema alimentador em tecnologia de microfita para fornecer os respectivos valores de correntes às antenas que compõem a rede. Por fim, é realizada a comparação entre o diagrama sintetizado e o obtido, o que permitiu a validação da ferramenta computacional. / In this work, the development of a computational tool that performs the synthesis of linear antenna arrays is presented and extensively discussed. The main intended applications is the design of an antenna suitable for radio-base stations of mobile communications systems, whereby uniform power distribution should be achieved inside the cell. The present work starts with the presentation of a review about mobile communication systems, whereby the main aspects are briefly discussed. An analysis is carried out to derive an expression that relates the antenna radiation pattern to the uniform power distribution inside a cell. This feature is achieved if the radiation pattern of the transmitting structure exhibits squared-cosecant shaped. Classical methods for pattern synthesis have been implemented in Matlab and have tested for the case of a squared-cosecant shape. Neither the Fourier Transform nor the Woodward-Lawson techniques could synthesize such a pattern satisfactorily. Thus iterative methods have been studied and implemented. The first iterative technique was based on the minimization of least-square errors, which has been used successfully for beamforming purposes. However, this technique proved to be unsuitable for the synthesis of squared-cosecant shaped patterns. Acceptable results could only be obtained by means of a genetic algorithm-square quadratic programming combined approach, which allowed obtaining fast convergence of the optimization of the excitation coefficients for the linear array elements. In order to demonstrate the efficiency of the developed tool, two microstrip antenna arrays that operate in the frequency band allocated for the Brazilian 4G systems have been studied. The embedded radiation pattern of each array element has been taken into account during the synthesis of the squared-cosecant shaped pattern. This approach allowed mutual coupling, as well as the truncation of the ground plane, to be compensated during the optimization process. The synthesized pattern enabled to reduce the power radiated above the horizon, as well as the co-channel interference. In order to validate the technique, a complete array including the power divider has been designed using the electromagnetic simulator HFSS. Good agreement has been obtained between the synthesized pattern and the simulated one in HFSS.