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 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 órbita terrestre baixa (LEO), satélites de órbita terrestre média (MEO) e satélites de órbita terrestre geoestacionária (GEO). Os arranjos refletores combinam características dos refletores 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 dp coeficiente de reflexão, largura de feixe, largura de banda e eficiência de reflexão. Posteriormente, aplicou-se o GA para otimizar tanto um dipolo cruzado quanto criar elementos pixelados para arranjos refletores. O GA conseguiu ajustar a configuração do dipolo cruzado para maximizar seu desempenho eletromagnético, resultando um melhor valor do coeficiente de transmissão, que passou de aproximadamente -10 dB para -40,6 dB na frequência central. Além disso, a largura de faixa do elemento refletor foi ampliada para 16,5 a 24,0 GHz em relação ao valor obtido pelo valores teóricos do dipolo cruzado. No caso dos elementos pixelados, o GA foi aplicado para ajustar a configuração geométrica dos pixels, otimizando a resposta do coeficiente de transmissão. O arranjo refletor otimizado apresentou um ganho entre 19,5 e 22 dBi, demonstrando a planicidade de ganho dentro de toda a faixa de operação. A simulação do arranjo completo indicou um desempenho consistente e estável em diferentes faixas de frequência, com um pico de ganho de aproximadamente 20 dBi. Esses resultados refletem a robustez e repetibilidade do design otimizado, tanto para o dipolo cruzado quanto para os elementos pixelados, validando a eficácia do GA na melhoria dos arranjos refletores.