OTIMIZAÇÃO TOPOLÓGICA DE ARRANJO REFLETOR PARA REDES NÃO TERRESTRES EMPREGANDO ALGORITMO GENÉTICO
5G, 6G, algoritmo genético, arranjo refletor, redes não terrestres
Este estudo tem como objetivo desenvolver arranjos refletores, empregando antenas impressas, destinados a aplicações em redes não-terrestres (NTN), operando na faixa de 19,7 GHz a 21,2 GHz. Inicialmente, foi empregado um dipolo cruzado como elemento do arranjo para avaliar a eficácia do algoritmo genético (GA). Em uma etapa subsequente, foi projetado um elemento pixelado. A crescente demanda por conectividade confiável impulsionou a exploração de novas tecnologias, destacando a importância das NTN, que complementam a cobertura com plataformas de alta altitude (HIBS) e satélites de ór bita terrestre baixa (LEO), satélites de órbita terrestre média (MEO) e satélites de órbita terrestre geoestacionária (GEO). Os arranjos refletores combinam características dos refle tores parabólicos e antenas impressas, oferecendo vantagens como baixo custo e facilidade de fabricação. O trabalho detalha os componentes dos arranjos, como células unitárias e materiais, e discute metodologias de projeto envolvendo fase do coeficiente de reflexão, largura de feixe, largura de banda de impedância e eficiência de reflexão. Posteriormente, aplicou-se o GA para ajustar a configuração do dipolo cruzado, o que resultou em uma melhoria do coeficiente de transmissão, passando de aproximadamente-10 dB para-40,6 dB na frequência central, com a largura de faixa ampliada para o intervalo de 16,5 a 24,0 GHz. No caso dos refletores pixelados, a alimentação nas simulações numéricas foi representada por uma corneta cônica circular, que apresentou ganho realizado variando entre 11,65 dBi e 13,14 dBi na faixa de 19,0 a 22,0 GHz. Além da criação da célula pixelada via GA, propôs-se uma otimização geométrica com inclinação de 15,1° nas bordas para compensar atrasos de fase espacial e colimar a frente de onda. A simulação do arranjo completo otimizado indicou um desempenho consistente, com ganho realizado superior a 22 dBi em toda a banda de interesse. Para a investigação experimental, o protótipo utilizou como iluminador um elemento do tipo Filtenna, operando com ganho realizado entre 10,28 e 10,95 dBi. Os resultados experimentais validaram a robustez do projeto, com ganhos medidos de 20,26 dBi, 20,17 dBi e 21,00 dBi nas frequências de 19,7, 20,5 e 21,2 GHz, respectivamente, confirmando a eficácia do GA e das otimizações geométricas na melhoria do desempenho dos arranjos refletores.