Detect and Pointing Algorithms Performance for a 2D Adaptive Antenna Array

In recent decades, we have witnessed a great progress in wireless communications. The huge amount of data that users expect to access has required an effort to increase the capacity of wireless networks. The main limitation of these communication systems is the increasing interference between channels and multipath fading. Smart antennas technology has emerged, solving some of these problems and improving the performance of wireless networks. This chapter addresses a group of algorithms, directions of arrival (DOA) and beamforming, applied to planar antenna arrays. The algorithms are simulated, and their performance is evaluated in terms of runtime, accuracy and dependence with signal-to-noise ratio (SNR), applied to a smart antenna system

Agregados 2D de antenas microstrip não uniformes para aplicações sem fios

Doutoramento em Engenharia ElectrotécnicaWireless communications have undergone over the last decades a tremendous progress as a consequence of the exponential growth in demand for mobile devices, and nowadays are more and more involved in people's lives. This presence is re ected through the use of a large number of applications of which they become increasingly dependent on. The antenna, in its most di erent forms, are crucial elements in the establishment this type of communication. Each application involves a number of speci c characteristics, whereby, the improvement of wireless communications is related to the appropriateness of the used antenna. Many applications require antennas with radiation pattern with its particular shapes (in terms of beamwidth, side lobes levels, direction, etc ..), static or dynamic (adaptive antennas), involving in most cases the use antenna arrays to meet to such constraints. In this thesis, a number of techniques to synthesize antennas consisting of planar arrays with nonuniform excitation of their elements, are addressed. A group of the direction of arrival and beamforming estimation algorithms are also presented and analyzed, in order to enable their application in adaptive antenna array with dynamic beamforming. A vast and diversi ed set of arrays with di erent radiation requirements, and for di erent applications were developed. These arrays have great applicability in current research topics in antennas, such as vehicle communications, Wi-Fi in sports venues and smart antennas.As comunicações sem os têm sofrido, ao longo das ultimas décadas, um enorme progresso em consequência do aumento exponencial da procura de dispositivos móveis, estando hoje em dia cada vez mais presentes na vida das pessoas. Esta presença re ete-se através do uso de um elevado número de aplicações das quais se tornam cada vez mais dependentes. As antenas, nas suas mais diversi cadas formas, são elementos cruciais no estabelecimento deste tipo de comunicações. Cada aplicação envolve um conjunto de características especí cas, pelo que a melhoria das comunica ções sem os está relacionada com a adequação da antena usada. Muitas aplicações necessitam de antenas com diagramas de radiação com formatos próprios (em termos de larguras de feixe, níveis de lobos secund ários, direção, etc..), sejam eles estáticos ou dinâmicos (antenas adaptativas), implicando na maioria dos casos o uso de agregados de antenas para fazer face a tais condições. Nesta tese são abordadas várias técnicas de desenho de antenas constituídas por agregados planares, com alimentação não uniforme dos seus elementos. Um conjunto de algoritmos de estimação dos ângulos de chegada e de formação de feixe são também apresentados e analisados com vista à sua aplicação em agregados de antenas adaptativas, com formação de feixe dinâmico. Um vasto e diversi cado conjunto de agregados com diferentes requisitos de radiação, destinados a diferentes aplicações foram desenvolvidos. Estes agregados têm grande aplicabilidade nos atuais tópicos de investiga ção em antenas, tais como as comunicações veiculares, Wi-Fi em espaços desportivos e smart antenas

Antena para comunicações DSRC

Mestrado em Engenharia Electrónica e TelecomunicaçõesDadas as suas características, a utilização das antenas microstrip tem aumentado nos sistemas de comunicações sem fio, em diferentes projectos. A sua simplicidade aliada ao baixo custo permitem desenvolver quer antenas quer agregados de antenas com elevada qualidade e eficiência, que podem ser usadas nas mais diversas aplicações do dia-a-dia. Uma das aplicações possíveis das antenas microstrip são as comunicações dedicadas de curto alcance (DSRC) muito usadas no controlo de veículos nas estradas. No âmbito desta temática, foi projectada, simulada, construída e medida uma antena com características que respeitam a norma europeia para as comunicações DSRC. A antena desenvolvida é um agregado planar cujo diagrama de radiação se adequa ás comunicações rodoviárias e possui polarização circular imposta pela norma. Uma tecnologia que tem crescido nos últimos tempos no âmbito das antenas de forma a potenciar o seu desempenho são o uso de estruturas EBG (Electromagnetic Band Gap) em redor das antenas de forma a eliminar as não desejadas ondas superficiais. Posteriormente foi estudado o impacto do uso de estruturas EBG na antena dimensionada, com o objectivo de melhorar o desempenho global desta. Foram adicionadas estruturas EBG em redor da antena, e analisado impacto destas nas características de radiação da antena.Given its characteristics, the use of microstrip antennas has increased in wireless communications systems, in di erent projects. Its simplicity coupled with the low cost allow to develop antennas or arrays of antennas with high quality and e ciency, that can be used in diverse applications in day-to-day. One of the possible applications of microstrip antennas is the dedicated short range communications (DSRC) widely used to communicate with vehicles on the roads. Under this theme an antenna, was designed, simulated, built and measured with features that meet the European standard for DSRC communications. The developed antenna is a planar array whose radiation pattern and circular polarization ts the european standard. A technology that has grown, in recent times, in the antennas, to maximize their performance are the EBG structures (Electromagnetic Band Gap) around the radiating elements to eliminate the unwanted surface waves. Subsequently the impact of using EBG structures in the antenna proposed, as been studied in order to improve its overall performance. Some EBG structures were added around the antenna, and their impact analysed on the antenna radiation characteristics

Microstrip antenna array for multiband dedicated short range communications systems

Dedicated Short Range Communications (DSRC) is the key enabling technology for the present and future vehicular communication for various applications, such as safety improvement and traffic jam mitigation. This paper describes the development of a microstrip antenna array for the roadside equipment of a DSRC system, whose characteristics are according with the vehicular communications standards. The proposed antenna, with circular polarization, has a wide bandwidth, enough to cover the current European DSRC 5.8 GHz band and the future 5.9 GHz band for next generation DSRC communications. (C) 2011 Wiley Periodicals, Inc. Microwave Opt Technol Lett 53: 2794-2796, 2011; View this article online at wileyonlinelibrary.com. DOI 10.1002/mop.2639

TV WPN : programa de cálculo automático para análise da vulnerabilidade de redes de abastecimento de água

A aplicação da teoria da vulnerabilidade a redes de abastecimento de água reais é um procedimento complexo e moroso, tornando imperativo o desenvolvimento de ferramentas informáticas que agilizem e automatizem esse processo. O programa de cálculo automático que está a ser desenvolvido, designado por TV WPN (Theory of Vulnerability of Water Pipe Networks), constitui um importante estímulo à inclusão do estudo da vulnerabilidade e da avaliação do risco na conceção, dimensionamento e reabilitação de sistemas de abastecimento de água. Até à data, a aplicação desta teoria restringia-se apenas a exemplos de teste correspondentes a redes fictícias de abastecimento de água, com geometria simples e um limitado número de troços. Com esta nova ferramenta, tais limitações podem ser ultrapassadas, pois o tempo de computação torna-se significativamente mais rápido, mesmo considerando redes reais complexas. Deste modo, o aprofundamento e validação dos fundamentos desta teoria podem ganhar um forte e decisivo impulso, permitindo explorar o seu promissor potencial de aplicação às redes hidráulicas em geral, assumindo-se o novo paradigma da gestão do risco em sistemas urbanos de águas

Edifícios de xisto no concelho de Peso da Régua

A pedra de xisto é um material natural e local comummente utilizado nas construções tradicionais do Concelho de Peso da Régua. Esta zona do Nordeste Português está inserida na região do Douro que é classificada como Património Mundial pela UNESCO. Os muros de divisão de terrenos, de suporte de terras e os edifícios de construção tradicional são os tipos de construção em que a pedra de xisto é o material dominante. Estas construções são parte integrante da paisagem e do património vernacular local, e por isso devem ser valorizados e preservados. Através deste trabalho de investigação foi possível realizar um levantamento dos edifícios de xisto existentes neste concelho, e reunir um conjunto de informações técnicas e construtivas que os caracterizam. Este artigo pretende divulgar informação técnica relativa a detalhes construtivos deste tipo de construção tradicional, focada principalmente nas suas especificidades estruturais. No contexto estrutural, as paredes de alvenaria de pedra de xisto são os elementos estruturais verticais principais. As dimensões e constituição das paredes, dos vãos de janela e de porta, dos cunhais e das padieiras são alguns dos aspectos técnicos e construtivos que merecem especial destaque, tendo em conta que podem influenciar de forma decisiva o comportamento estrutural deste elemento construtivo. Deste modo, pretende-se contribuir para o conhecimento deste tipo de construção, e disponibilizar informação base que possa suportar estudos futuros de modelação numérica e/ou ensaios experimentais do comportamento de paredes em alvenaria de pedra de xisto

Seismic vulnerability assessment of existing masonry buildings: case study of the old city centre of Faro, Portugal

The seismic vulnerability and risk assessment of old city centre areas is truly essential in urban rehabilitation programs and should not be focused exclusively over recognized historical and patrimonial valuable buildings but also in relation to current old masonry buildings that are highly valued in urban context. In addition, due to their geographical, demographic or historical features some old city centres are particularly interesting and critical, in respect to seismic risk mitigation. An excellent example of this reality is the old city of Faro, Capital of the Algarve, Portugal, which is one of the most popular summer touristic destination in Europe in a prone seismic region. This fact explains the high seasonal flux of population, which together with the moderate to high seismic hazard of the Algarve region and a vulnerable building stock increases both the seismic and tsunami risk in this area. From the exposed, this paper approaches the seismic vulnerability assessment of old building stock through the application of a simplified vulnerability method to the old city centre of Faro. Such method is based on a vulnerability index, which can be used to evaluate physical damage and to create human and economic loss scenarios in a broad sense (Vicente et al., 2011). 191 buildings were evaluated in accordance with the referred methodology and the results obtained were subsequently integrated into a Geographical Information System (GIS) tool, which allows the spatial analysis of results (Ferreira et al., 2013).This tool constitutes a very valuable instrument for city councils and regional authorities, whom can decide in a faster and more accurate way the best risk mitigation strategies to follow at the urban scale.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Metodologia de avaliação da vulnerabilidade sísmica: calibração e validação macrossísmica

As metodologias disponíveis para estudar a vulnerabilidade sísmica do edificado tradicional de alvenaria em centros urbanos antigos, atendendo à escala e ao número de edifícios a avaliar, diferenciam-se marcadamente pelo volume de trabalho associado ao levantamento de informação, e seu tratamento, decorrente do processo de inspeção e do nível de detalhe associado. A metodologia aqui apresentada para a avaliação da vulnerabilidade sísmica de edifícios em alvenaria é baseada em estudos e levantamentos de danos pós-sismo, que evidenciam algumas das características que governam o comportamento das estruturas de alvenaria de edifícios antigos quando sujeitos à ação sísmica. Estas características são posteriormente tratadas como parâmetros a analisar na definição e construção de um índice de vulnerabilidade. Assim, neste artigo, a metodologia original apresentada é calibrada com base na informação recolhida após o sismo dos Açores de 1998, que infligiu graves danos em grande parte do edificado da Ilha do Faial. Esta calibração permitiu redefinir os pesos dos parâmetros e reclassificar as classes de vulnerabilidade de alguns dos parâmetros da metodologia de avaliação da vulnerabilidade sísmica.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

URBSIS: avaliação da vulnerabilidade e gestão do risco sísmico à escala urbana

A qualidade de vida nos núcleos urbanos constitui uma meta dinâmica, fortemente influenciada pelos processos sociais e económicos, pela evolução das suas exigências e expectativas e pela evolução do próprio tecido urbano, do parque edificado e das infraestruturas. Nos núcleos urbanos antigos, são peças fundamentais deste desafio a garantia do conforto e de salubridade, num equilíbrio que se quer, sustentado e sustentável, com a preservação das memórias e da cultura local. Para além da inadequada resistência à ação sísmica, a grande maioria deste edificado encontra-se em avançado estado de degradação, situação que, aliada a outros fenómenos de índole social, tem levado ao abandono massivo destes espaços de elevado valor histórico e patrimonial. De facto, muitos destes edifícios necessitam de intervenções estruturais urgentes, nomeadamente de intervenções de reforço que visem reduzir a sua elevada vulnerabilidade sísmica, particularmente nas zonas do território onde a perigosidade sísmica é mais importante. É nesta base que surge a presente publicação, elaborada no âmbito do projeto de investigação "URBSIS - avaliação da vulnerabilidade e gestão do risco sísmico à escala urbana", e cujo conteúdo vem sublinhar a necessidade de ser elaborado um plano nacional de redução da vulnerabilidade sísmica, particularmente do património histórico e dos núcleos urbanos antigos, para que as situações de risco sejam devidamente identificadas, hierarquizadas e acauteladas

Avaliação da vulnerabilidade sísmica de núcleos urbanos antigos

Este artigo reúne alguns dos mais importantes outputs resultantes do projeto URBSIS, financiado pela Fundação para a Ciência e Tecnologia, nomeadamente aqueles relacionados com a avaliação da vulnerabilidade sísmica de núcleos urbanos antigos através da aplicação de uma metodologia simplificada baseada no cálculo de um índice de vulnerabilidade que, consequentemente, possibilita a avaliação de danos e a criação de cenários de perdas. Neste sentido, será aqui apresentada e discutida a aplicação e calibração da metodologia proposta e a sua integração numa plataforma SIG aos núcleos urbanos antigos de Faro e da Horta (ilha do Faial, Açores).info:eu-repo/semantics/publishedVersio