Antena evoluída - Evolved antenna

A antena da espaçonave NASA ST5 de 2006 . Esta forma complicada foi encontrada por um programa de design de computador evolucionário para criar o melhor padrão de radiação.

Em comunicações de rádio , uma antena evoluída é uma antena projetada total ou substancialmente por um programa de design de computador automático que usa um algoritmo evolutivo que imita a evolução darwiniana . Este procedimento tem sido usado nos últimos anos para projetar algumas antenas para aplicações críticas envolvendo requisitos de projeto estritos, conflitantes ou incomuns, como padrões de radiação incomuns , para os quais nenhum dos muitos tipos de antenas existentes são adequados.

Processo

O programa de computador começa com formas simples de antenas e, em seguida, adiciona ou modifica elementos de maneira semi-aleatória para criar uma série de novas formas de antenas candidatas. Em seguida, eles são avaliados para determinar o quão bem atendem aos requisitos de design e uma pontuação numérica é calculada para cada um. Em seguida, em uma etapa semelhante à seleção natural , uma parte das antenas candidatas com as piores pontuações é descartada, deixando uma população menor com os designs de maior pontuação. Usando essas antenas, o computador repete o procedimento, gerando uma população sucessiva (usando operadores como mutação , cruzamento e seleção ) a partir da qual os designs de pontuação mais alta são selecionados. Após uma série de iterações, a população de antenas é avaliada e o design de maior pontuação é escolhido. A antena resultante geralmente supera os melhores designs manuais, porque tem uma forma assimétrica complicada que não poderia ser encontrada com os métodos tradicionais de design manual.

Os primeiros projetos de antenas evoluídos surgiram em meados da década de 1990, a partir do trabalho de Michielssen, Altshuler, Linden, Haupt e Rahmat-Samii. A maioria dos profissionais usa a técnica de algoritmo genético ou alguma variante dela para desenvolver projetos de antenas.

Um exemplo de antena evoluída é uma antena de banda X desenvolvida para uma missão da NASA de 2006 chamada Space Technology 5 (ST5). O objetivo da missão era demonstrar tecnologias inovadoras de uso potencial em futuras missões espaciais. Cada satélite tinha duas antenas de comunicação para falar com as estações terrestres - uma antena evoluída com estrutura incomum e uma antena quadrifilar em hélice mais padrão. O primeiro foi desenvolvido para atender a um conjunto desafiador de requisitos de missão, notadamente a combinação de largura de feixe ampla para uma onda polarizada circular e largura de banda de impedância ampla para cobrir as frequências de link ascendente e descendente na banda X. Ambas as antenas foram fabricadas pelo Laboratório de Ciências Físicas da New Mexico State University . Sua aparência externa era essencialmente idêntica, pois uma cúpula de espuma cobria os elementos radiantes. A missão ST5 foi lançada com sucesso em 22 de março de 2006 e operou durante o período da missão antes de ser desativada pela NASA, portanto, esta antena evoluída representa o primeiro objeto evoluído artificialmente a voar no espaço. Outras antenas evoluídas foram posteriormente usadas nas espaçonaves Lunar Atmosphere e Dust Environment Explorer .

Referências

links externos

• [1] no Centro de Pesquisa Ames da NASA
• Um papel dado por Lohn, Hornby, e Linden na Programação Genética Teoria Prática 2004 Oficina .