ANTENA PATCH A 16GHz Gabriela López , estudiante UNACH
Abstrac.- This paper presents the issue of the design of a
DISEÑO DE LA ANTENA
Patch Type antenna in the simulation software for the Teleco Telecom mmunication unicationss area area,, such such as as ANSOF AN SOF T DE D E SI G N E R in this thi s case for antennas antennas at high hig h tem temper per atur ature es, such s uch as 16 G H z
El diseño mediante el método de línea de transmisión se resume en los siguientes pasos:
I.
INTRODUCCIÓN ANTENA PATCH
1. Se especifica la frecuencia de operación y el substrato a utilizar para la construcción de la antena con lo cual se asignan los valores de: fr (frecuencia de operación). εr (permitividad eléctrica del substrato).
h (altura del substrato). 2. Se obtiene el ancho efectivo de la antena de parche rectangular mediante la fórmula
[1] Donde C es la velocidad de la luz en el espacio libre. Fig.1 Diseño básico de una antena Patch
Microstrip o antenas de parches son cada vez más útiles porque se pueden imprimir directamente sobre una placa de circuito. Ellos son cada vez más generalizada en el mercado de la telefonía móvil. Son de bajo coste, tienen un perfil bajo y se fabrican fácilmente. Considere la posibilidad de la antena microstrip se muestra en la Figura 1, alimentado por una línea de transmisión microstrip. El parche, microstrip y plano de tierra están hechas de metal de alta conductividad. El parche es de longitud L , ancho W , y sentado en la parte superior de un sustrato (algunos placa de circuito dieléctrico) de espesor h con permitividad permittivity or dielectric constant. El espesor de la placa de masa o de la microcinta no es de importancia crítica. Normalmente la altura h es mucho menor que la longitud de onda de la operación. Documento recibido el 25 de Julio de 2017, Este manuscrito se realizó en la Universidad Nacional de Chimborazo (UNACH) de la ciudad de Riobamba, en el aula de quinto semestre de Electrónica y Telecomunicaciones ubicada en el edificio principal de la Facultad de Ingeniería. G. K. López realizo la documentación posteriormente fue avalada por el Ingeniera Cristina Orozco docente de la catedra de Propagación y Antenas para su respectiva calificación (Teléfono: 098388242. E-mail:
[email protected]))
[email protected]
II. MARCO TEORICO
3. Se obtiene la permitividad eléctrica efectiva mediante la ecuación
[2] 4. Se obtiene la extensión ΔL mediante la siguiente ecuación
que derivará en la obtención de la longitud real de la antena considerando la longitud efectiva
[3] 5. Se obtiene la longitud l ongitud real de la antena de parche rectangular considerando la longitud efectiva de ésta y el valor de ΔL.
[5]
III. DESARROLLO 1. Para el diseño de una antena Patch tenemos que realizar todos los cálculos ya descritos con las
formulas mencionadas en el punto anterior, pero podemos ayudarnos de calculadoras online para tener cálculos más precisos. Datos ingresados:
Fig.3 Grafica frecuencia vs. dB
Datos obtenidos: V.
CONCLUSIONES.
Para realizar los cálculos es muy útil programas como Excel y calculadoras online, que reducen la tasa de errores. 2. Para realizar los demás cálculos y de acuerdo con las 5 ecuaciones citadas anteriormente se ocupó el programa Excel para obtener los siguientes resultados TABLA 1. RESULTADOS DE PARAMETROS DE UNA ANTENA PATCH
fr(frecuencia de operación) Er(permitividad) c(velocidad de la luz) h(altura) ANCHO DE BANDA PERMITIVIDAD EFECTIVA LONGITUD EFECTIVA LONGITUD REAL
IV.
Para el diseño de una antena hay que considerar que debe estará a un valor de -10 db o menor, mientras menor sea es mejor.
VI.
1,60E+10
4,8
3,00E+08
REFERENCIAS J. Bahl and P. Bhartia. Microstrip Antennas. Artech House, 1980. C. A. Balanis. Advanced Engineering Electromagnetics. John Wiley & Sons, Inc., 1989. C. A. Balanis. Antenna Theory. Analysis and Design. John Wiley & Sons, Inc., 2nd edition, 1997.
5,00E-04 1,74114E+18 5,8 2,27E-04 3,83E-03
RESULTADOS
Fig.2 Visualización 3D antena Patch
VII.
BIOGRAFIA
Gabriela Katerine López Rodas, Nació en Alausi, el 02 de septiembre de 1994. Estudiante de Quinto semestre de la Carrera de Electrónica y Telecomunicaciones, en la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Chimborazo. Vicepresidenta de la Rama IEEE-UNACH periodo 2014.