Made available in DSpace on 2014-12-17T14:55:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 IradilsonFC.pdf: 1175734 bytes, checksum: 1b789bd9fa5e1240b46ecdcefd19f939 (MD5) Previous issue date: 2009-08-11 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / This work aims to present how the reconfigurable microstrip antennas and frequency selective surfaces can be used to operate at communication systems that require changing their operation frequency according to system requirements or environmental conditions. The main purpose is to present a reconfigurable circular microstrip antenna using a parasitic ring and a reconfigurable dipole frequency selective surface. Thereupon there are shown fundamental topics like microstrip antennas, PIN diodes and the fundamental theory of reconfigurable antennas and frequency selective surfaces. There are shown the simulations and measurements of the fabricated prototypes and it is done an analysis of some parameters like the bandwidth and radiation pattern, for the antennas, and the transmission characteristics, for the frequency selective surface. Copper strips were used in place of the diodes for proof of the reconfigurability concept / Este trabalho tem como objetivo apresentar como as antenas de microfita e as superf?cies seletivas de frequ?ncia reconfigur?veis podem ser alternativas para operar em sistemas de comunica??o sem fio que necessitem alterar sua frequ?ncia de opera??o de acordo com os requisitos impostos a este sistema ou condi??es do meio. O prop?sito central ? apresentar uma antena de microfita com patch circular reconfigur?vel utilizando um anel parasita e uma superf?cie seletiva de frequ?ncia tipo dipolo reconfigur?vel. Para isto s?o apresentados temas fundamentais como as antenas de microfita, diodos PIN e a teoria fundamental de opera??o das antenas e superf?cies seletivas de frequ?ncia reconfigur?veis. S?o apresentadas todas as simula??es e medi??es realizadas dos prot?tipos constru?dos e ? feita uma an?lise de alguns par?metros como largura de banda e diagrama de radia??o, para as antenas, e caracter?sticas de transmiss?o, para as superf?cies seletivas de frequ?ncia. Foram utilizadas fitas de cobre no lugar dos diodos para a prova do conceito de reconfigurabilidade

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:56:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RicardoCOM_DISSERT.pdf: 2871437 bytes, checksum: ca804782bf10029c3e31983e4917ea6a (MD5) Previous issue date: 2012-04-18 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / This work presents a theoretical and experimental analysis about the properties of microstrip antennas with integrated frequency selective surfaces (Frequency Selective Surface - FSS). The integration occurs through the insertion of the FSS on ground plane of microstrip patch antenna. This integration aims to improve some characteristics of the antennas. The FSS using patch-type elements in square unit cells. Specifically, the simulated results are obtained using the commercial computer program CST Studio Suite? version 2011. From a standard antenna, designed to operate in wireless communication systems of IEEE 802.11 a / b / g / n the dimensions of the FSS are varied to obtain an optimization of some antenna parameters such as impedance matching and selectivity in the operating bands. After optimization of the investigated parameters are built two prototypes of microstrip patch antennas with and without the FSS ground plane. Comparisons are made of the results with the experimental results by 14 ZVB network analyzer from Rohde & Schwarz ?. The comparison aims to validate the simulations performed and show the improvements obtained with the FSS in integrated ground plane antenna. In the construction of prototypes, we used dielectric substrates of the type of Rogers Corporation RT-3060 with relative permittivity equal to 10.2 and low loss tangent. Suggestions for continued work are presented / Este trabalho apresenta uma investiga??o te?rica e experimental sobre as propriedades das antenas de microfita integradas com superf?cies seletivas em frequ?ncia (Frequency Selective Surface FSS). A integra??o se d? por meio da inser??o da FSS no plano de terra da antena patch de microfita. Essa integra??o visa a melhoria de algumas caracter?sticas das antenas como, por exemplo, ganho, largura de banda, dentre outras. As FSS utilizam elementos do tipo patch quadrado nas c?lulas unit?rias. Especificamente, os resultados simulados s?o obtidos utilizando-se o programa computacional comercial CST Studio Suite? vers?o 2011. A partir de uma antena padr?o, projetada para operar em sistemas de comunica??es sem fio dos padr?es IEEE 802.11 a/b/g/n, as dimens?es da FSS s?o variadas de forma a obter uma otimiza??o de alguns par?metros da antena, como casamento de imped?ncia e seletividade nas bandas de opera??o. Ap?s a otimiza??o dos par?metros investigados, s?o constru?dos dois prot?tipos de antenas patch de microfita com e sem a FSS no plano de terra. S?o feitas compara??es dos resultados simulados com os resultados experimentais obtidos pelo analisador de rede ZVB 14 da Rohde & Schwarz?. A compara??o visa validar as simula??es efetuadas e mostrar as melhorias obtidas com a FSS integrada no plano de terra da antena. Na constru??o dos prot?tipos, foram utilizados substratos diel?tricos da Rogers Corporation do tipo RT-3060 com permissividade relativa igual a 10,5 e baixa tangente de perdas. Sugest?es de continuidade do trabalho s?o apresentadas

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:56:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SinaraRM_DISSERT.pdf: 1037040 bytes, checksum: 9dd71f16b45358e60b8b82862adaafc6 (MD5) Previous issue date: 2012-08-15 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / This paper presents an evaluative study about the effects of using a machine learning technique on the main features of a self-organizing and multiobjective genetic algorithm (GA). A typical GA can be seen as a search technique which is usually applied in problems involving no polynomial complexity. Originally, these algorithms were designed to create methods that seek acceptable solutions to problems where the global optimum is inaccessible or difficult to obtain. At first, the GAs considered only one evaluation function and a single objective optimization. Today, however, implementations that consider several optimization objectives simultaneously (multiobjective algorithms) are common, besides allowing the change of many components of the algorithm dynamically (self-organizing algorithms). At the same time, they are also common combinations of GAs with machine learning techniques to improve some of its characteristics of performance and use. In this work, a GA with a machine learning technique was analyzed and applied in a antenna design. We used a variant of bicubic interpolation technique, called 2D Spline, as machine learning technique to estimate the behavior of a dynamic fitness function, based on the knowledge obtained from a set of laboratory experiments. This fitness function is also called evaluation function and, it is responsible for determining the fitness degree of a candidate solution (individual), in relation to others in the same population. The algorithm can be applied in many areas, including in the field of telecommunications, as projects of antennas and frequency selective surfaces. In this particular work, the presented algorithm was developed to optimize the design of a microstrip antenna, usually used in wireless communication systems for application in Ultra-Wideband (UWB). The algorithm allowed the optimization of two variables of geometry antenna - the length (Ls) and width (Ws) a slit in the ground plane with respect to three objectives: radiated signal bandwidth, return loss and central frequency deviation. These two dimensions (Ws and Ls) are used as variables in three different interpolation functions, one Spline for each optimization objective, to compose a multiobjective and aggregate fitness function. The final result proposed by the algorithm was compared with the simulation program result and the measured result of a physical prototype of the antenna built in the laboratory. In the present study, the algorithm was analyzed with respect to their success degree in relation to four important characteristics of a self-organizing multiobjective GA: performance, flexibility, scalability and accuracy. At the end of the study, it was observed a time increase in algorithm execution in comparison to a common GA, due to the time required for the machine learning process. On the plus side, we notice a sensitive gain with respect to flexibility and accuracy of results, and a prosperous path that indicates directions to the algorithm to allow the optimization problems with "η" variables / Este trabalho apresenta um estudo avaliativo dos efeitos da utiliza??o de uma t?cnica de aprendizado de m?quina nas caracter?sticas principais de um algoritmo gen?tico (GA) multiobjetivo e auto-organiz?vel. Um GA t?pico pode ser visto como uma t?cnica de busca que ? normalmente aplicada em problemas que envolvem complexidade n?o polinomial. Originalmente, estes algoritmos foram idealizados para criar m?todos que buscam solu??es aceit?veis para problemas em que os ?timos globais s?o inacess?veis ou s?o de dif?cil obten??o. A princ?pio, os GAs consideravam apenas uma fun??o de avalia??o e um ?nico objetivo de otimiza??o. Hoje, entretanto, s?o comuns as implementa??es que consideram diversos objetivos de otimiza??o simultaneamente (algoritmos multiobjetivos), al?m de permitir a altera??o de diversos componentes do algoritmo dinamicamente (algoritmos autoorganiz?veis). Ao mesmo tempo, s?o comuns tamb?m as combina??es dos GAs com t?cnicas de aprendizado de m?quina para melhorar algumas de suas caracter?sticas de desempenho e utiliza??o. Neste trabalho, um GA com recursos de aprendizado de m?quina foi analisado e aplicado em um projeto de antena. Utilizou-se uma t?cnica variante de interpola??o bic?bica, denominada Spline 2D, como t?cnica de aprendizado de m?quina para estimar o comportamento de uma fun??o de fitness din?mica, a partir do conhecimento obtido de um conjunto de experimentos realizados em laborat?rio. Esta fun??o de fitness ? tamb?m denominada de fun??o de avalia??o e ? respons?vel pela determina??o do grau de aptid?o de uma solu??o candidata (indiv?duo) em rela??o ?s demais de uma mesma popula??o. O algoritmo pode ser aplicado em diversas ?reas, inclusive no dom?nio das telecomunica??es, como nos projetos de antenas e de superf?cies seletivas de frequ?ncia. Neste trabalho em particular, o algoritmo apresentado foi desenvolvido para otimizar o projeto de uma antena de microfita, comumente utilizada em sistemas de comunica??o sem fio e projetada para aplica??o em sistemas de banda ultra larga (Ultra-Wideband - UWB). O algoritmo permitiu a otimiza??o de duas vari?veis da geometria da antena - o Comprimento (Ls) e a Largura (Ws) de uma fenda no plano de terra com rela??o a tr?s objetivos: largura de banda do sinal irradiado, perda de retorno e desvio da frequ?ncia central. As duas dimens?es (Ls e Ws) s?o usadas como vari?veis em tr?s distintas fun??es de interpola??o, sendo uma Spline para cada objetivo da otimiza??o, para compor uma fun??o de fitness agregada e multiobjetiva. O resultado final proposto pelo algoritmo foi comparado com o resultado obtido de um programa simulador e com o resultado medido de um prot?tipo f?sico da antena constru?da em laborat?rio. No estudo apresentado, o algoritmo foi analisado com rela??o ao seu grau de sucesso, no que diz respeito a quatro caracter?sticas importantes de um GA multiobjetivo auto-organiz?vel: desempenho, flexibilidade, escalabilidade e exatid?o. Ao final do estudo, observou-se na compila??o do algoritmo um aumento no tempo de execu??o em compara??o a um GA comum, por conta do tempo necess?rio para o processo de aprendizagem. Como ponto positivo, notou-te um ganho sens?vel com rela??o a flexibilidade e a exatid?o dos resultados apresentados, al?m de um caminho pr?spero que indica dire??es para permitir com que o algoritmo permita a otimiza??o de problemas com η vari?veis

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:56:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ValdemirPSN_DISSERT.pdf: 1834625 bytes, checksum: 95e248e92979a128a6b21a87f73fdd48 (MD5) Previous issue date: 2013-07-26 / The planar circuits are structures that increasingly attracting the attention of researchers, due the good performance and capacity to integrate with other devices, in the prototyping of systems for transmitting and receiving signals in the microwave range. In this context, the study and development of new techniques for analysis of these devices have significantly contributed in the design of structures with excellent performance and high reliability. In this work, the full-wave method based on the concept of electromagnetic waves and the principle of reflection and transmission of waves at an interface, Wave Concept Iterative Procedure (WCIP), or iterative method of waves is described as a tool with high precision study microwave planar circuits. The proposed method is applied to the characterization of planar filters, microstrip antennas and frequency selective surfaces. Prototype devices were built and the experimental results confirmed the proposed mathematical model. The results were also compared with simulated results by Ansoft HFSS, observing a good agreement between them. / Os circuitos planares s?o estruturas que atraem cada vez mais a aten??o dos pesquisadores, pelo bom desempenho e pela capacidade de integra??o com outros dispositivos, na prototipagem de sistemas de transmiss?o e recep??o de sinais na faixa de micro-ondas. Neste contexto, o estudo e o desenvolvimento de novas t?cnicas de an?lise desses dispositivos t?m contribu?do de forma significativa na concep??o de estruturas com desempenhos excelentes e alto grau de confiabilidade. Neste trabalho, o m?todo de onda completa baseado no conceito de ondas eletromagn?ticas e no princ?pio da reflex?o e transmiss?o de ondas em uma interface, Wave Concept Iterative Procedure (WCIP), ou m?todo iterativo das ondas ? descrito como uma ferramenta com alto grau de precis?o no estudo de circuitos planares de micro-ondas. O m?todo proposto ? aplicado na caracteriza??o de filtros planares, antenas de microfita e superf?cies seletivas de frequ?ncia. Prot?tipos dos dispositivos foram constru?dos e os resultados experimentais comprovaram o modelo matem?tico proposto. Os resultados obtidos tamb?m foram comparados com os resultados simulados pelo Ansoft HFSS, tendo sido observada uma boa concord?ncia entre eles

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:55:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GeorgeDFA_Capa_ate_pag15.pdf: 8968407 bytes, checksum: 05f7b40d8df8312cf173aaad3ec43f83 (MD5) Previous issue date: 2006-08-04 / Recently, planar antennas have been studied due to their characteristics as well as the advantages that they offers when compared with another types of antennas. In the mobile communications area, the need for this kind of antennas have became each time bigger due to the intense increase of the mobile communications this sector. That needs of antennas which operate in multifrequency and wide bandwidth. The microstrip antennas presents narrow bandwidth due the loss in the dielectric generated by radiation. Another limitation is the radiation pattern degradation due the generation of surface waves in the substrate. In this work some used techniques to minimize the disadvantages (previously mentioned) of the use of microstrip antennas are presented, those are: substrates with PBG material - Photonic Bandgap, multilayer antennas and with stacked patches. The developed analysis in this work used the TTL - Transverse Transmission Line method in the domain of Fourier transform, that uses a component of propagation in the y direction (transverse to the direction real of propagation z), treating the general equations of electric and magnetic field as functions of Ey and Hy. One of the advantages of this method is the simplification of the field equations. therefore the amount of equations lesser must the fields in directions x and z be in function of components Ey and Hy. It will be presented an brief study of the main theories that explain the superconductivity phenomenon. The BCS theory. London Equations and Two Fluids model will be the theories that will give support the application of the superconductors in the microfita antennas. The inclusion of the superconductor patch is made using the resistive complex contour condition. This work has as objective the application of the TTL method to microstrip structures with single and multilayers of rectangular patches, to obtaining the resonance frequency and radiation pattern of each structure / Recentemente as antenas planares t?m despertado interesses devido ?s suas caracter?sticas, assim como pelas vantagens que oferecem quando comparadas com os demais tipos de antenas. Na ?rea de comunica??es m?veis a necessidade de antenas desse tipo tem-se tornado cada vez maior devido ao intenso crescimento desse setor, necessitando de antenas que operem em multifreq??ncia e em banda larga. As antenas de microfita apresentam largura de banda estreita devido ?s perdas no diel?trico geradas pela irradia??o. Outra limita??o ? a degrada??o do diagrama de irradia??o devido ? gera??o de ondas de superf?cie no substrato. Neste trabalho s?o apresentadas algumas t?cnicas usadas para tentar minimizar as desvantagens (citadas acima) do uso de antenas de microfita, sendo elas: substratos com material PBG - Photonic Bandgap, antenas em multicamadas e a utiliza??o de patches fabricados de materiais supercondutores. As an?lises desenvolvidas neste trabalho foram realizadas com a utiliza??o do m?todo LTT - Linha de Transmiss?o Transversa no dom?nio da transformada de Fourier, que utiliza uma componente de propaga??o na dire??o y (transversa ? dire??o real de propaga??o z), tratando assim as equa??es gerais dos campos el?tricos e magn?ticos em fun??es de Ey e Hy. Uma das vantagens desse m?todo ? a simplifica??o das equa??es de campo, pois a quantidade de equa??es ? menor devido os campos nas dire??es x e z ficarem em fun??o das componentes Ey e Hy. Ser? apresentado um breve estudo das principais teorias que explicam o fen?meno da supercondutividade. As teorias BCS, Equa??es de London e modelo dos Dois Fluidos ser?o as teorias que dar?o suporte a aplica??o dos supercondutores nas antenas microfita. A inclus?o do patch supercondutor ? feita utilizando-se a condi??o de contorno complexa resistiva. Este trabalho tem como objetivo a aplica??o do m?todo LTT ?s estruturas de microfita