Otimização robusta aplicada em projetos de antenas impressas

dc.creatorFernando José de Souza Magalhães
dc.date.accessioned2019-11-13T17:35:40Z
dc.date.accessioned2025-09-08T23:25:53Z
dc.date.available2019-11-13T17:35:40Z
dc.date.issued2019-09-25
dc.description.abstractThis work proposes the design of patch antennas using robust optimization to obtain antennas that are less sensitive to uncertainties in the manufacturing methods and the electrical characteristics of the materials used. Low-cost methods and materials may have significant uncertainties that impact the final performance of a patch antenna and a robust optimization approach may be one way to address such uncertainties to reduce the cost of patch antenna designs. Two robust optimization approaches are proposed: one using the mono-objective methodology with genetic algorithms and the other using the multi-objective methodology with the NSGAII algorithm. Both methodologies are modified to reduce the sensitivity of antenna performance parameters to the uncertainties of design variables. The proposed methodology was implemented in two types of antennas, where the uncertainties of the manufacturing method and also the uncertainties of the FR-4 substrate were considered. The optimization routine was implemented using MATLAB, where the antenna performance parameters were obtained through the Ansys developer HFSS program. Two antenna models were made and validated through the use of the equipment and semi-anechoic chamber provided by the university, and it was observed that there was a reduction in sensitivity between the selected and less robust antennas of the last generation obtained by the algorithm, reducing the sensitivity. of the gain realized at 15,25% for the rectangular patch antenna and 18,07% for the circular polarization patch antenna. The axial ratio of the circular polarization patch antenna was reduced by 11,89%.
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/1843/30973
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal de Minas Gerais
dc.rightsAcesso Aberto
dc.subjectEngenharia elétrica
dc.subjectMATLAB (Programa de computador)
dc.subjectOtimização combinatória
dc.subjectAntenas (Eletrônica)
dc.subject.otherHFSS
dc.subject.otherMATLAB
dc.subject.otherOtimização
dc.subject.otherOtimização robusta
dc.subject.otherProjeto de antenas impressas
dc.subject.otherProjeto robusto
dc.titleOtimização robusta aplicada em projetos de antenas impressas
dc.title.alternativeRobust Optimization Applied in Patch Antenna Design
dc.typeDissertação de mestrado
local.contributor.advisor1Diogo Batista de Oliveira
local.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2945763901414984
local.contributor.referee1Lucas de Souza Batista
local.contributor.referee1Elson José da Silva
local.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/8822311580388823
local.description.resumoNeste trabalho é proposto um projeto de antenas impressas utilizando otimização robusta, a fim de obter antenas que são menos sensíveis às incertezas existentes nos métodos de fabricação e nas características elétricas dos materiais utilizados. Métodos e materiais de baixo custo podem possuir incertezas significativas que influenciam no desempenho final de uma antena impressa e uma abordagem de otimização robusta pode ser uma das formas de tratar tais incertezas a fim de reduzir o custo em projetos de antenas impressas. Duas abordagens de otimização robusta são propostas: uma utilizando a metodologia mono-objetivo com algoritmos genéticos e outra a utilizando a metodologia multiobjetivo com o algoritmo NSGAII. Ambas as metodologias são modificadas para reduzir a sensibilidade dos parâmetros d desempenho da antena às incertezas das variáveis de projeto. A metodologia proposta foi implementada em dois tipos de antenas, onde foram consideradas as incertezas do método de fabricação e também as incertezas do substrato FR-4. A rotina de otimização foi implementada utilizando o MATLAB, onde os parâmetros de desempenho da antena foram obtidos através do programa HFSS da desenvolvedora Ansys. Dois modelos de antenas foram confeccionados e validados através do uso de equipamentos e da câmara semi anecoica disponibilizados pela universidade, e foi possível observar que houve uma redução da sensibilidade entre as antenas selecionadas e as menos robustas da última geração obtida pelo algoritmo, reduzindo a sensibilidade do ganho realizado em 15,25% para a antena impressa retangular e em 18,07% para a antena impressa de polarização circular. Já a razão axial da antena impressa de polarização circular foi reduzida em 11,89%.
local.publisher.countryBrasil
local.publisher.departmentENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA
local.publisher.initialsUFMG
local.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica

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