Este projeto propõe o estudo do Deep Learning ou Aprendizado Profundo aplicado a pesquisa e o desenvolvimento de Sistemas de Telecomunicações. A aplicação do Deep Learning possibilita o treino de máquinas para realizar tarefas, incluindo reconhecimento de fala, identificação de imagem, previsões, além de modelagem e classificação, entre outros. Dentro desta área, as possibilidades são diversas, sendo que o desenvolvimento está em andamento e as novas tecnologias poderão se utilizar dos métodos e algoritmos que são desenvolvidos dentro da IA (Inteligência Artificial). Além de promover o desenvolvimento científico e tecnológico, o projeto visa contribuir para a formação de novos pesquisadores e adensar a autonomia tecnológica do país em áreas estratégicas afins.

O projeto “Antenas para 5G” nasceu de uma parceria entre os docentes do GPSCom e a empresa de PD&I de antenas, ALGcom Ltda. O projeto busca desenvolver uma solução de um array de antenas para o sistema de comunicação 5G em 3.5 GHz, operando em dupla polarização.

É esperado que até o ano de 2020 cerca de 50 bilhões de dispositivos estejam conectados à internet. Neste contexto surgem as tecnologias de comunicação de quinta geração, 5G, a internet das coisas, IoT e a Indústria 4.0. Para lidar com a grande quantidade de usuários, faz-se necessário o uso de um sistema de antenas inteligentes, baseado na técnica de múltiplo acesso por divisão no espaço, SDMA, que maximize a relação sinal interferência, de modo a minimizar a interferência entre os diversos usuários do sistema. Para tal, são necessários arrays de antenas, onde cada elemento do array é excitado de modo a direcionar a energia na direção desejada, ou seja, na direção do usuário. No contexto deste mercado emergente de steerable arrays, este projeto de pesquisa propõe o desenvolvimento de um array de antenas, que permita direcionar seu diagrama de radiação na direção desejada, de modo a atender as demandas impostas pela grande quantidade de usuários previstos no 5G, IoT e Indústria 4.0.

Radares passivos operam como meros receptores, detectando e analisando os sinais emitidos por terceiros, ao serem refletidos pelos alvos. Tal característica constitui vantagem operacional sobre os radares convencionais (ativos), os quais operam por meio da emissão de ondas eletromagnéticas, podendo ser detectados e interferidos. Em um horizonte de tempo próximo, estima-se que radares passivos sejam usados de forma complementar aos convencionais sistemas de radares ativos. A operação de um sistema de radar passivo requer uma grande capacidade de processamento, dado que são tratados inúmeros sinais, de múltiplas fontes emissoras. Neste contexto, o presente projeto objetiva simular a operação de radares passivos utilizando uma plataforma de Software Defined Radio com um receptor dual, ambos sincronizados e cada um conectado a uma antena.

Para lidar com a crescente demanda por comunicação em tempo real com elevada taxa de transmissão, ampla cobertura e elevado número de usuários, as tecnologias de comunicação atuais e futuras (5G, 6G, etc.) fazem uso de um sistema de antenas inteligentes, com capacidade de formatação de feixe, que maximiza a relação sinal interferência, minimizando a interferência entre os diversos usuários do sistema. Antenas inteligentes são formadas por arrays de antenas, onde cada elemento do array é excitado, variando a fase e/ou amplitude do sinal, de modo a direcionar a energia na direção do usuário. Um fato que vem inviabilizando o desenvolvimento de antenas inteligentes pela indústria nacional é o elevado custo dos phase shifters, dispositivos que controlam a fase do sinal de alimentação de cada elemento do array. Por outro lado, pesquisas recentes foram publicadas, investigando o uso de grafeno no desenvolvimento de phase shifters, as quais apresentam resultados interessantes e promissores. Neste contexto, este projeto de pesquisa propõe o estudo e desenvolvimento de soluções de phase shifters baseadas em grafeno. O projeto prevê o modelamento e simulação de diferentes estruturas em ferramenta de simulação eletromagnética, a prototipagem e validação das soluções propostas e, por fim, a aplicação da estrutura do phase shifter desenvolvida em uma prova de conceito de um array de antenas, com controle do digrama de irradiação eletrônico, através do controle de fase de cada elemento (phased array).