CONFORMAÇÃO DE FEIXE PARA ARRANJOS DE ANTENAS ATRAVÉS DE ALGORITMOS ADAPTATIVOS LINEARMENTE RESTRITOS COM REUTILIZAÇÃO DE COEFICIENTES CONSIDERANDO OS EFEITOS DE ACOPLAMENTO MÚTUO

Abstract

This work investigated the CLMS and CNLMS algorithms for deterministic optimization problems, proposing new methods (RC-CLMS and VRC-CLMS) that present better performance in steady-state conditions, with increased robustness against noise and attenuation of adaptive weight fluctuations. The first-order stochastic analysis of RC-CLMS allows for accurate prediction of the average dynamics of the weights. The algorithms were applied to determine the radiation pattern of antenna arrays, demonstrating their ability to generate suitable directional pointing, regardless of the precision of electromagnetic models. The study also addressed the effect of mutual coupling, which alters the magnitude, phase, and distribution of currents in the array elements, modifying the radiation pattern. The research utilized computational electromagnetism tools, particularly the 4NEC2 software, to model the effects of mutual coupling, which are sensitive to the spacing between elements and the incidence angles. The results indicated that mutual coupling significantly affects the radiation patterns, altering the positions and intensities of the lobes. It is concluded that the introduction of mutual coupling alters the radiation patterns, especially in configurations with reduced spacing or improper angles.

Este trabalho investigou os algoritmos CLMS e CNLMS para problemas de otimização determinística, propondo novos métodos (RC-CLMS e VRC-CLMS) que apresentam melhor desempenho em regime permanente, com maior robustez contra ruídos e atenuação das oscilações dos pesos adaptativos. A análise estocástica de primeira ordem do RC-CLMS permite prever com precisão a dinâmica média dos pesos. Os algoritmos foram aplicados à determinação do padrão de radiação de conjuntos de antenas, demonstrando sua capacidade de gerar apontamento direcional adequado, independentemente da precisão dos modelos eletromagnéticos. O estudo também abordou o efeito do acoplamento mútuo, que altera a magnitude, fase e distribuição das correntes nos elementos do conjunto de antenas, modificando o padrão de radiação. A pesquisa utilizou ferramentas de eletromagnetismo computacional, especialmente o 4NEC2, para modelar os efeitos do acoplamento mútuo, que são sensíveis ao espaçamento entre elementos e aos ângulos de incidência. Os resultados indicaram que o acoplamento mútuo afeta significativamente os padrões de radiação, alterando posições e intensidades dos lóbulos. Conclui-se que a introdução do acoplamento mútuo altera os padrões de radiação, especialmente em configurações com espaçamentos reduzidos ou ângulos inadequados