Descripción: todo lo que se debe de antenas parabolicas
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Descrição: Ángel Navarro Rodríguez Trabajo de Antenas realizado para la asignatura Ultrasonidos de la antigua titulación de I.T.Telecomunicaciones, Sonido e Imagen de la UCLM-EUPC Este documento goza de una...
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Descripción: antenas
Alimentación
Antenas Microstrip Radiador o Patch o Parche
Plano de masa
Sustrato dieléctrico
En pequeños dispositivos. Se fabrican a partir circuitos impersos de doble cara y con técnicas de fotograbado para dibujar el Radiador o el Parche (Patch). La supeficie del Patch puede tener cualquier forma geométrica (poligonales rectangular, rectangular, circular o dipolos) (triangular, elipsoide o anillo) El Sustrato llega a ser de naturaleza flexible, entonces, entonces, la antena a ntena se puede adaptar a cualquier superficie no plana.
E transmisoras de estaciones base de telefonía móvil de TV (su construcción es más robusta). También en repetidores de TV para banda de UHF. El Radiador es una placa metálica que va fijada en su posición por medio de aisladores de gran calidad. El sustrato es aire. Va en una carcaza lleva una tapa de material plástico transparente a la RF (radomo) para efectos de cerramiento hermético.
También van en sistemas GPS, telefonía móvil (terrestre y satelital), medicina, aviación, etc. Es decir en donde se requiera una antena de bajo perfil y poco volumen. Ventajas: Poco tamaño y peso Bajo perfil Adaptable a cualquier superficie de apoyo Las técnicas de fotograbado permiten una fabricación en serie y a un costo muy reducido Facilidad de agrupamiento en arrays Desventajas: Poco rendimiento debido a pérdidas en el sustrato Alto Q, entonces, pequeño BW No admite mucha potencia Métodos de análisis principales (modela el comportamiento de una antena planar o de un array): Considerándola como línea de transmisión Considerándola como cavidad resonante Método matemático de diferencias finitas Método matemático de elementos finitos Método matemático de ecuaciones integrales Nosotros vamos a describir cómo radia esta antena Microstip. Vamos a aplicar el resultado del análisis como línea de transmisión a un Patch rectangular.
Para que el Patch radie, necesitamos excitarlo mediante u dispositivo adecuado.
Para la alimentación: Por línea de transmisión Por proximidad Por ranura radiante Por cable coaxial
Alimentación por Ranura Patch
Ranura
Excitador de la Ranura y Punto de Alimentación
Alimentación por Proximidad Stripline Patch
Línea de transmisión y Punto de Alimentación
Plano de masa
Alimentación por Coaxial
L
La energía viene por el coax (línea de alimentación) hasta el Patch. Y de ahí se distribuye por la superficie hasta los bordes L y W. Se genera Campo Eléctrico y y una Radiación que encierra el Plano de masa.
Sean: L Longitud del Patch W Anchura del Patch h espesor del Sustrato r Constante dieléctrica del Sustrato
Se desprecia el espesor del Patch por ser de un valor muy pequeño versus el resto. Se observa que los campos generados en los bordes del lado W están desfasados 180°. Estos campos se suman dando un campo total radiado gracias a la dimensión de L. Los campos generados en los bordes de L, se anulan entre sí. La radiación está concentrada en los bordes de W.
L
L
L
W
L efectiva
Una pequeña parte del campo eléctrico se dis´persa en el aire. La constante dieléctrica resultante ya no será del sustrato. ef Constante dieléctrica efectiva o
corregida de este fenómeno
Ahora podemos formular el Patch considerándolo como una línea de transmisión: L Longitud del Patch [cm] W Anchura del Patch [cm] h Espesor del Sustrato [cm] r Constante dieléctrica del Sustrato ef Constante dieléctrica efectiva o
corregida de este fenómeno
Siguiendo criterios de eficiencia de radiación, W es:
W=
0
2
2
r 1
[cm]
La constante dieléctrica efectiva es:
ef =
r 1 2
+
r 1 2
1 12
h W
La impedancia característica Zc en el sustrato es: Zc =
120
ef
[ohmios]
La Longitud de Onda del sustrato es: g =
0 ef
[cm]
La constante de fase es: =
2
0
ef =
2
g
La Longitud Eléctrica del Patch L ef (media onda) es: Lef =
g
2
15
[cm] =
f ef
[cm]
El incremento de L es: W ( ef 0.3)( 0.264) h [cm] L = 0.412h W ( ef 0.258)( 0.8) h
La Longitud Física de L es: L = Lef - 2 L La frecuencia de resonancia es Fr =
30 2 Lef (cm) ef
[GHz]
La impedancia de entrada es
Ze = Rin
G
En Balanis “Antenna Theory” Rin (Y=0) =
1 2(G1 Gm )
Ze = Rin
B
G
B
La conductancia de cada dipolo es G 1 La conductancia mutua es G m Gm =
1 120 2
k 0W sen ( cos ) 3 2 [ ] 2 sen .J0 (k0 L sen ) d 0 cos
J0 es el operador de una función de Bessel de primera clase y orden cero
G1 = G2 = -2 + cos(X) + XS i(X) +
sen( X ) x
Con X=k0 W Abreviar: Ze = Rin = G=
W
120 0
1 2G
[1
1 2 h 2 ( ) ] 24 0
para h <
0
10
La resistencia de entrada varía en función del espesor del dieléctrico y su permitividad puede alcanzar valores mayores que 200 ohmios. Queremos disminuir esta resistencia y poder adaptarla a la Z0 de la línea de transmisión (MicroStrip) se puede introducir la línea dentro del Patch, buscando un punto de conexión que distye Y0 del borde y que cumpla la condición de equilibrio con la impedancia de línea.