As comunicações por satélite são fulcrais no mundo moderno, principalmente para a geolocalização e navegação, que são essenciais no posicionamento de veículos, incluindo na indústria da condução autónoma. Para garantir a segurança, eficiência e mais, os veículos autónomos necessitam de comunicações por satélite precisas e fiáveis, apoiadas por sistemas complexos que incluem antenas de polarização circular. Por isso, estas antenas devem garantir um bom sinal mesmo em condições onde existem várias reflexões, interferências ou bloqueio do sinal. As antenas definidas por software (SDAs), que têm como elemento central um agregado de antenas, podem ajudar a reduzir estes erros. O uso de antenas de dimensões reduzidas é, por isso, importante para a melhor integração no agregado, sendo por isso a miniaturização um aspeto crucial no seu design. Este trabalho apresenta uma análise detalhada de técnicas de desenho e miniaturização de antenas GNSS. São destacados os compromissos envolvidos neste processo, tais como o equilíbrio entre baixa complexidade, simetria e designs circulares, que otimizam a baixa variação do centro de fase, e maior largura do feixe de axial ratio, ou mesmo compromissos em largura de banda, ganho e desempenho geral durante a miniaturização, usando estratégias como braços de antena dobrados, meandros, fendas, elementos parasitas e mais. Durante o decorrer deste trabalho foram desenvolvidos dois designs de antenas miniaturizadas de polarização circular, sendo uma delas fabricada para ser caracterizada. Esta apresenta forma de trevo, com uma área de 0.34λ0 x 0.34λ0, ranhuras circulares, baixa variação do centro de fase, ampla largura de feixe de axial ratio, elevado ganho em polarização de mão direita, e forte rejeição de polarização cruzada. Posteriormente, esta antena é utilizada num agregado quadrado de 4x4, com espaçamento de 0.37λ0 entre elementos. Este permite uma forte rejeição de polarização cruzada, elevada diretividade, baixos níveis de lóbulos secundários e um axial ratio abaixo de 3 dB, em quatro direções. A orientação e posicionamento das antenas garante uma ampla largura de banda de axial ratio. É também mais fácil de produzir em massa, comparando com um agregado de antenas comercialmente disponíveis. O design inovador da antena GNSS miniaturizada apresentado neste trabalho possibilita a sua integração num agregado de uma SDA, através do qual se pode obter uma melhor precisão do posicionamento para veículos autónomos em várias condições ambientais e na presença de interferências. Através disto, a segurança e fiabilidade da ligação GNSS está salvaguardada, permitindo que a condução autónoma seja uma realidade cada vez mais próxima.

This paper presents a new miniaturized patch antenna design for GNSS applications with low phase center variation and high circular polarization purity. The phase center variation values of this antenna enable positioning performance to be equal when compared to bigger state of the art commercial antennas. It is found that the circular features as well as a small asymmetry caused by circular slot pairs, perpendicular to each other, can generate the wanted circular polarization results while maintaining the antenna compact. Anechoic chamber measurements validate the simulation results, showing return loss and axial ratio bandwidths of 3.42% and 0.83%, respectively, alongside wide axial ratio beamwidth of up to 184◦ (ϕ= 0◦), boresight cross polarization rejection of 19.2 dB and low phase center variation under 1.5◦ (θ= –70◦ to θ= 70◦). These results, specially phase center variation, in relation to the antenna dimensions, are an improvement when compared to a vast number of miniaturized patch antennas available in the literature and commercially The final overall antenna dimensions, including the ground plane, are 0.34λ0 x 0.34λ0 x 0.016λ0 where λ0 corresponds to the antenna’s working frequency in free space (1.575 GHz).

In recent decades, microelectronics advancements have miniaturized endoscopic systems, creating compact devices with enhanced performance. Current commercial endoscopes, however, still struggle to access delicate anatomical structures. This paper presents an ultracompact endoscope comprising a tip-mounted CMOS image sensor (CIS) and a single μLED, achieving a diameter of 1.8 mm, suitable for ultra-narrow human cavities. The optical system achieved a correlated color temperature (CCT) of 10,343 K and a color rendering index (CRI) of 73.6, which aids lesion detection. It can resolve features down to 20 μm with a diagonal FOV of 115.0° ± 2.4°, making it excellent for imaging and diagnosing previously inaccessible diseases in human organs. Ex-vivo validation using porcine reproductive tract tissue confirmed that the system acquires images with the morphological detail required to distinguish the main anatomical regions.