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Please use this identifier to cite or link to this item: https://repositorio.unb.br/handle/10482/41405
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Title: Reconfigurable metasurface antenna array using holographic beamforming
Authors: Santana, Matheus Pereira
Orientador(es):: Rondineau, Sébastien Roland Marie Joseph
Assunto:: Arranjo de antenas
Antenas (Eletrônica)
Formador de feixe holográfico
Otimização convexa
Issue Date: 12-Jul-2021
Citation: SANTANA, Matheus Pereira. Reconfigurable metasurface antenna array using holographic beamforming. 2021. xvi, 107 f., il. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica)—Universidade de Brasília, Brasília, 2021.
Abstract: Este trabalho trata o problema de formatação de feixe usando técnicas de holografia em arranjos de antena sobre meta-superfícies na banda Ku. Um modelo da antena proposta é apresentado. Os elementos irradiantes usados na meta-superfície são antenas dipolo do tipo fenda. Esses elementos são posicionados acima da cavida dielétrica criada usando-se uma guia de onda de placas paralelas. A antena é concebida para ser reconfigurável, aonde sua reconfigurabilidade é feita variando-se o a polarização de diodos PIN incorporados no desenho da célula da meta-superfície. Devido a presença do diodo PIN, um circuito de polarização adicional precisou ser adicionado na antena, o qual inclui alguns vias passantes e outros detalhes que criam uma estrutura complexa. Este detalhe não permite que modelos analíticos genéricos e outras simplificações sejam usadas para calcular o holograma. Por este motivo, este trabalho usa os resultados da simulação eletromagnética de um um modelo CAD da antena proposta. Os campos eletromagnéticos resultados são então extraídos desse modelo e usados para se calcular o holograma. Essa abordagem permite a implementação dessa técnica para diferentes tipos de cavidade abaixo da meta-superfície. Para validar o procedimento, um holograma e seu respectivo diagrama de radiação são apresentados. Além do mais, uma otimização convexa é apresentada para melhorar a performance da antena, reduzindo o nível dos lóbulos secundários.
Abstract: This work describes the problem of beam-forming using the holographic technique in metasurface antenna arrays at Ku-band. A model of this antenna array is presented. The scattering elements in the metasurface are slot dipole antennas. These elements are placed above a dielectric cavity created using a Parallel-Plate Waveguide (PPW). The metasurface antenna array is proposed to be a reconfigurable antenna array, where its reconfigurability is provided varying the bias state of PIN diodes attached in the metasurface cells. Due to the PIN diode, an additional bias circuit must be added, which includes some through-hole vias and other details that create complex structures. This detail does not permit the use of common analytical methods and simplifications to compute the hologram. Due to this, in this work, a CAD model is drawn and simulated in full-wave software. The electromagnetic fields are then retrieved at this model and so used to calculate the hologram. This approach allows the implementation of this technique in any type of cavity underneath any type of metasurface. To verify the procedure, a hologram and its respective array factor are presented. Furthermore, a convex optimization method is presented to enhance the performance of the antenna, reducing the sidelobe level.
Description: Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2021.
Licença:: A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.
Agência financiadora: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).
Appears in Collections:ENE - Mestrado em Engenharia Elétrica (Dissertações)

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