📡 Gerador de Layouts de Antenas BINGO 🛰️

Acesse o site: https://geovannisz.github.io/LayoutGeneratorBINGO/

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O "Gerador de Layouts de Antenas BINGO" é uma aplicação web interativa e abrangente, meticulosamente projetada para facilitar o design, simulação e análise de arranjos de antenas (tiles) para o projeto BINGO (Baryon Acoustic Oscillations from Integrated Neutral Gas Observations). A interface do usuário é intuitiva e dividida em seções funcionais, cada uma dedicada a um aspecto específico do fluxo de trabalho de design de arranjos.

🌟 Visão Geral da Interface

A aplicação recebe o usuário com um cabeçalho limpo, contendo o título e um prático Seletor de Tema (Modo Escuro/Claro), permitindo a personalização da aparência para maior conforto visual. A estrutura principal da página organiza as ferramentas em seções bem definidas:

1. Gerador de Layout, Download de Imagem & Análise PSF: Criação e visualização de arranjos, download de imagens do layout e análise da função de dispersão do ponto (PSF).
2. Padrão de Feixe Simulado & Curva EE(Θ): Simulação e visualização dos padrões de radiação 2D/3D do arranjo, e visualização da curva de Energia Circunscrita (EE) em função do ângulo de integração Θ da PSF.
3. Mapa Interativo: Seleção geoespacial e gerenciamento de posições de estações.
4. Exportação (Estrutura OSKAR): Geração de arquivos de configuração para o software de simulação OSKAR.

💠 Seção 1: Gerador de Layout, Download de Imagem & Análise PSF

Esta é a primeira e uma das mais interativas seções, combinando a criação do arranjo físico com sua análise de desempenho inicial e opções de exportação visual.

📐 Gerador de Layout

O núcleo desta seção permite a criação de diversos tipos de arranjos de antenas (tiles).

• Tipo de Layout: O usuário pode escolher entre uma vasta gama de algoritmos pré-definidos:
  • Grid: Arranjo retangular simples.
  • Espiral: Tiles dispostos em braços espirais.
  • Anéis: Tiles em anéis concêntricos.
  • Losango: Arranjo em forma de diamante.
  • Grade Hexagonal: Tiles em uma grade hexagonal compacta.
  • Phyllotaxis: Padrão inspirado na natureza (como sementes de girassol).
  • Circular Manual: Um layout circular específico e pré-definido.
  • Aleatório: Distribuição aleatória de tiles dentro de um raio.
  • Densidade Avançada: Permite criar layouts com densidade de tiles variando radialmente usando perfis como Gaussiana, Exponencial, Log-Normal, Weibull, Cauchy e Linear Decrescente. Inclui um "Fator de Influência da Densidade" para balancear o perfil com aleatoriedade.
• Parâmetros Dinâmicos: Ao selecionar um tipo de layout, um conjunto de controles específicos aparece, permitindo ajustar finamente propriedades como número de elementos, espaçamento, fatores de escala, offset aleatório, e outros atributos pertinentes ao algoritmo escolhido. Para o layout de "Densidade Avançada", parâmetros específicos do perfil selecionado são exibidos dinamicamente.
• Controles de Geração:
  • Gerar Layout: Cria o arranjo com os parâmetros atuais.
  • Gerar Aleatório: Randomiza os parâmetros do tipo de layout selecionado e gera um novo arranjo.
• Edição Manual Universal: Todos os layouts gerados podem ser manualmente ajustados arrastando e soltando os tiles individuais diretamente na tela de visualização (canvas).
• Visualização em Canvas: O layout resultante é renderizado dinamicamente em uma área de canvas. Centros de tiles e as antenas individuais (64 por tile) são exibidos.
  • Estatísticas: Número total de Tiles e Antenas no arranjo atual.
  • Mostrar Colisões: Caixa de seleção para ativar/desativar a visualização de colisões retangulares entre tiles. Se ativa e colisões são detectadas, são indicadas no canvas e listadas.
• Importação/Exportação de Configurações:
  • Botões Importar e Exportar permitem carregar e salvar configurações de layout.
  • O formato JSON é utilizado, armazenando o tipo de layout, seus parâmetros de geração e, crucialmente, as posições exatas dos tiles (currentTileLayout). Isso garante que quaisquer modificações manuais feitas via drag-and-drop sejam preservadas e restauradas.

🖼️ Baixar Imagem do Layout (Sub-seção)

Integrada à seção de geração, esta funcionalidade permite salvar uma representação visual do arranjo gerado.

• Opções de Imagem:
  • Tema da Imagem: Escolha entre Claro (padrão) ou Dracula (escuro).
  • Incluir Eixos: Sim/Não para incluir eixos e escala na imagem.
• Botão de Download: Ao clicar em "Baixar Imagem", a configuração atual do canvas é salva como um arquivo PNG.

📊 Análise da PSF (Point Spread Function) (Sub-seção)

Também integrada à seção de geração de layout, esta sub-seção permite analisar a qualidade do feixe principal do arranjo através da PSF.

• Cálculo de Volume e Θ_pico:
  • Um botão "Calcular Volume da PSF" inicia os cálculos no background usando um Web Worker.
  • Após o cálculo, o Volume Total sob a PSF e o Θ_pico (largura estimada do lóbulo principal) são exibidos.
• Métricas da PSF: Uma tabela detalha métricas chave:
  • SLL (Side Lobe Level): O usuário pode inserir um ângulo Θ_SLL. O sistema calcula o volume da PSF contido neste cone e o Resultado percentual em relação ao volume total da PSF.
  • EE (Encircled Energy): O usuário define uma Porcentagem de Energia Circunscrita desejada. O sistema calcula o volume fracionário correspondente e o ângulo Θ_EE que engloba essa porcentagem.
• Status da Análise: Uma mensagem informa o estado atual dos cálculos da PSF.

빔 Padrão de Feixe Simulado & Curva EE(Θ)

Localizada ao lado do gerador de layouts, esta seção foca na simulação e visualização detalhada do padrão de radiação do arranjo, e agora também inclui a visualização da curva de Energia Circunscrita.

📡 Padrão de Feixe Simulado

• Controles de Simulação:
  • Ângulo Phi (0°-90°): Slider e campo numérico para selecionar o ângulo azimutal (Phi) para o corte 2D.
  • Escala Y (2D/3D): Seletores para dB (decibéis) ou Linear.
  • Modo de Visualização: Botões para Padrão 2D ou Padrão 3D.
• Visualização do Padrão de Feixe: Um gráfico Plotly.js renderiza o padrão.
  • Gráfico 2D: Magnitude normalizada vs. ângulo Theta para o Phi selecionado.
  • Gráfico 3D: Superfície colorida do feixe em toda a esfera visível.
• Status do Padrão de Feixe: Mensagem sobre o estado dos cálculos.
• Fonte de Dados E-Field: Dados de campo elétrico do elemento individual são carregados de um gateway IPFS (Pinata), processados pelo script python/preprocess_efield_csv.py a partir de rE_table_vivaldi.csv.
  • Plots 2D: Arquivos CSV específicos por ângulo Phi.
  • Plots 3D: Arquivo CSV completo.
• Web Workers: Cálculos intensivos do padrão de feixe são delegados a Web Workers (beam_worker.js para 2D, beam_worker_3d.js para 3D).

📈 Curva de Energia Circunscrita (EE vs. Θ) da PSF

Abaixo do gráfico do padrão de feixe, esta sub-seção visualiza a relação entre a Energia Circunscrita (EE) e o ângulo de integração Theta (Θ) da PSF.

• Geração Automática: O gráfico é gerado automaticamente assim que o cálculo do "Volume Total da PSF" (na Seção 1) é concluído. Não há botão de geração manual para este gráfico.
• Visualização: Um gráfico Plotly.js mostra a porcentagem de EE (0-100%) no eixo Y em função do ângulo de integração Θ (0-90 graus) no eixo X.
• Otimização: O cálculo dos pontos da curva é otimizado, com maior densidade de amostragem em ângulos Theta menores, onde a curva EE tende a variar mais rapidamente.
• Interatividade: O zoom é restrito ao eixo horizontal (Θ), mantendo o eixo EE fixo de 0 a 100%.
• Status da Curva EE(Θ): Mensagem sobre o estado da geração do gráfico.
• Dados Dependentes: A geração deste gráfico depende do psfGrid e do totalPSFVolume calculados pelo psf_analysis_worker.js.

🗺️ Mapa Interativo

Esta seção oferece uma interface geoespacial para posicionar e gerenciar as estações do arranjo.

• Tecnologia: Utiliza a biblioteca Leaflet.js.
• Visualização: Mapa inicializado e centralizado nas coordenadas do BINGO Central.
  • Camadas Base: Opções para Satélite (ESRI) e Mapa (OSM).
  • Camadas de Sobreposição: Nomes e Limites (ESRI) e Visualizar o Arranjo.
• Marcadores:
  • BINGO Central: Marcador fixo azul.
  • Marcadores de Estação: Adicionáveis por clique ou seleção de arranjos pré-definidos (data/posicoes_outriggers.csv). São arrastáveis, com altitude obtida via API Open-Meteo. Marcador ativo em verde, outros em vermelho.
• Informações do Mapa: Exibe coordenadas da estação ativa, distância ao BINGO, distância do cursor ao BINGO, e uma lista interativa das estações com opções de centralizar/remover.
• Visualização do Arranjo no Mapa: Quando a camada "Visualizar o Arranjo" está ativa, o layout de tiles/antenas é desenhado em escala real sobre cada marcador de estação.

📤 Exportação (Estrutura OSKAR)

A seção final permite exportar os dados configurados em formatos compatíveis com o software de simulação OSKAR.

• Campos de Texto: Quatro áreas de texto exibem os dados para:
  1. layout_wgs84.txt: Coordenadas WGS84 das estações.
  2. position.txt: Coordenadas WGS84 fixas do BINGO Central.
  3. station/layout.txt: Coordenadas XY relativas dos centros dos tiles.
  4. station/tile/layout.txt: Coordenadas XY relativas das 64 antenas de um tile.
• Botões de Copiar: Para cada área de texto.
• Download ZIP: Agrupa os quatro arquivos de texto em um ZIP com estrutura de diretórios OSKAR e nome de arquivo opcionalmente customizável.

🛠️ Tecnologias e Arquitetura

• Frontend: HTML5, CSS3, JavaScript (ES6+).
• Bibliotecas JavaScript: Leaflet.js, Plotly.js, JSZip, FileSaver.js, Font Awesome.
• Estrutura JavaScript Modular:
  • main.js: Ponto de entrada e orquestração.
  • bingo_layouts.js: Algoritmos de geração de layouts.
  • generator.js: UI e lógica do "Gerador de Layout".
  • map.js: Funcionalidades do mapa interativo.
  • export.js: Exportação de dados OSKAR.
  • beam_pattern.js: Simulação do padrão de feixe.
    • beam_worker.js (2D), beam_worker_3d.js (3D).
  • psf_analyzer.js: UI da Análise da PSF.
  • psf_ee_theta_plot.js: UI e lógica do gráfico EE(Θ) da PSF.
    • psf_analysis_worker.js: Web Worker para cálculos da PSF (Volume, SLL, EE, Θ_pico, e agora também dados para a curva EE(Θ)).
• Scripts de Apoio Python (python/):
  • bingo_layouts.py: Implementação Python dos layouts.
  • preprocess_efield_csv.py: Processamento de dados E-field.
  • telescope_gen.py: Geração de configurações de telescópio (desenvolvimento).

Este gerador de layouts visa fornecer uma ferramenta poderosa e flexível para pesquisadores e engenheiros envolvidos no projeto BINGO, simplificando o processo de design e análise de arranjos de antenas.