Investigadores del Instituto de Física y Tecnología de Moscú (MFTI) han presentado un innovador algoritmo capaz de acelerar cientos de veces el proceso de diseño de antenas de parche. La tecnología permite reducir los plazos de desarrollo de varias semanas a varias horas, lo que puede reducir significativamente el costo de producción de antenas para dispositivos Wi-Fi, satélites y drones. Los resultados de la investigación fueron presentados en la 67ª conferencia del MFTI.
El nuevo algoritmo del MFTI utiliza codificación binaria y optimización subrogada, lo que le permite no solo enumerar opciones, sino también "inventar" la forma óptima de la antena. En lugar de cálculos directos, el método funciona con un modelo simplificado que encuentra rápidamente soluciones prometedoras y las verifica en el sistema principal.
En lugar de seleccionar inmediatamente una configuración compleja, nuestro algoritmo primero representa una placa metálica sólida (1) y luego recorta secuencialmente áreas rectangulares (o) en ella y, durante este proceso, analiza cómo cada cambio afecta las características de toda la antena. Este enfoque reduce drásticamente la carga computacional, ya que en cada paso se optimiza solo un pequeño número de parámetros, y no toda la estructura a la vez.
Las pruebas en los programas FEKO y pSeven confirmaron la eficacia del método: una antena de parche simple de 10 GHz se diseñó en 109 iteraciones, una de doble banda en 586 y una omnidireccional de 1,9 GHz en solo 99 iteraciones. Los métodos de diseño tradicionales requieren varios miles de iteraciones, lo que aumenta la duración del proceso de desarrollo.
El nuevo enfoque se adapta ampliamente para la producción de antenas para diversos fines: desde simples enrutadores Wi-Fi domésticos hasta complejos sistemas de vehículos aéreos no tripulados y comunicaciones por satélite.
Las antenas de parche son construcciones compactas y ligeras, ampliamente utilizadas en teléfonos móviles, tabletas, comunicaciones por satélite y drones. Consisten en una placa metálica sobre un sustrato dieléctrico, y su eficiencia depende del ajuste preciso de los parámetros geométricos.
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