DEPART DEPARTAMENTO AMENTO DE ELÉCTRICA ELÉCTRIC A Y ELECTRÓNICA ELECTRÓN ICA AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL
ANTENAS LABORATORIO SEGUNDO PARCIAL INTEGRANTES: Tnte. Alejandro Carlos López Juan Pablo Romero Pamela Tamayo Tamayo Santiago S antiago Villacs Pa!l
NRC: "#$% FECHA DE ENTREGA: "% de &nero del "$%'
PERIODO (CT)*R& "$%+ , -AR( "$%'
1.- TEMA: An/lisis de arreglos de antenas broadside y end0ire
2.-OBJETIVO: Analizar arreglos de antenas *R(A1S21& y &3142R& para una y dos dimensiones.
3.- ANLISIS ARREGLO BROADSIDE EN EL EJE Y D!"#$ %!&! '( )*$'+# )' (! !,"',! (4ase5 67$
378 98 dipolos de longitud resonante5
λ0 d= =0.5 2
B=
Polarización Vertical
2 π
λ0
f=300MHz
λ0 =1
F*&! 1.- A&&'(# B&#!)$*)' ', '( '/' Y
Patrón de Radiación
F*&! 2.- P!"&0, )' R!)*!*0, A&&'(# B&#!)$*)' '/' Y
Corte Vertical al patrón de radiación
F*&! 3.- C#&"' '&"*!( !( %!"&0, )' &!)*!*0, Corte :orizontal al patrón de radiación
F*&! 4.- C#&"' 5#&*6#,"!( !( %!"&0, )' &!)*!*0, 4actor de arreglo
A = αd + B0 d sin ( θ ) sin ( φ ) Donde
B 0=
2 π λ ;
A = A = π sin ( θ ) sin ( φ )
α =0 ;
λ d=
2
2 π λ . sin ( θ ) sin ( φ ) λ 2
π sin ( θ ) sin ( φ )
¿ N ∗π sin ( θ ) sin ( φ ) sin ( ) F = I o
2
sin
(¿¿ 2)
1 0 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 1 1 . 5
1
0 . 5
0
0 . 5
1
1 . 5
F*&! 7.- F!"#& )' !&&'(# 8R!)*!,'$9 Anc;o de ;az a <#d*
F*&! .- A,5# )' 5!6 ! -3)B Como se puede apreciar en las gr/0icas en el crculo =ue representa a <#d* tenemos los cortes con el lóbulo principal del arreglo broadside> obteniendo los siguientes ?alores@
∆ θ−3 db= 9 ° −(−9 ° )=18 °
C;((#$: ∆ θ−3 db =
0.88∗ λ 0.88∗ λ =¿ =0.3 Nd ( 6 ) 0.5 λ
∆ θ−3 db= 0.3
rad ∗180 =17.19 ° π
∆ θ−3 db=17.19 °
Anc;o de ;az entre nulos
F*&! <.- A,5# )' 5!6 ! ',"&' ,(#$ Como se puede apreciar en las gr/0icas> los anc;os de ;az entre nulos> son los siguientes@
∆ θc = 20 ° −(−20 ° )= 40 ° Δ θ c =
2 λ 2 = λ =0.666 rad ( N ) d 6 ( 0.5 λ)
∆ θc = 0.666
∆ θc = 38.16 °
1irecti?idad
F*&! =.- D!"#$ #>"',*)#$
rad ∗180 =38.16 ° π
D=5.48
6 ( 0.5 λ ) Nd =5.48 =16.44 λ λ
17%$log9%8.++57%".%8d*i
1atos obtenidos de la simulación 17%".%8 d*i 79.'8
ARREGLO ENDFIRE EN EL EJE Y D!"#$ %!&! '( )*$'+# )' (! !,"',! α =− βd =
−2 π λ
0.2 λ
=1.256 rad
α =72 °
(4ase5 67F"G
37 9 dipolos de longitud resonante5
λ0 d= =0.2 2
B=
2 π
λ0 λ0 =0.4
F*&! ?.- A&&'(# E,)@*&' ', '( '/' Y
Patrón de Radiación
Polarización Vertical
f=350MHz
F*&! 1.- P!"&0, )' R!)*!*0, A&&'(# E,)@*&' '/' Y
Corte Vertical al patrón de radiación
F*&! 11.- C#&"' '&"*!( !( %!"&0, )' &!)*!*0, Corte :orizontal al patrón de radiación
F*&! 12.- C#&"' 5#&*6#,"!( !( %!"&0, )' &!)*!*0, 4actor de arreglo
A = αd + B0 d sin ( θ ) sin ( φ ) Donde
B 0=
2 π
λ
;
A =
α =72 ;
2 π λ . sin ( θ ) sin ( φ ) λ 2
A = π sin ( θ ) sin ( φ )
(
λ d=
N + 1 ∗( α y d + B 0 d sin ( θ ) sin ( φ ) )) sin ( 2 F = I o ( α y d +B 0 d sin ( θ ) sin ( φ ) ) ) sin ( 2
)
2
F*&! 13.- F!"#& )' !&&'(# 8R!)*!,'$9
Anc;o de ;az a <#d*
F*&! 13.- A,5# )' 5!6 ! -3)B Como se puede apreciar en las gr/0icas en el crculo =ue representa a <#d* tenemos los cortes con el lóbulo principal del arreglo broadside> obteniendo los siguientes ?alores@
∆ θ−3 db=143 ° −( 37 ° ) =106 °
C;((#$: Δθ−3 dB=2
√
∆ θc = 1.815
0.88 λ
Nd
=2
√∗
0.88 λ 8 0.2 λ
rad∗180 =104.5 ° π
Anc;o de ;az entre nulos
=1.815
F*&! 14.- A,5# )' 5!6 ',"&' ,(#$
Como se puede apreciar en las gr/0icas> los anc;os de ;az entre nulos> son los siguientes@
∆ θc = 162 ° −( 18 ° )= 144 °
C;((#$ Δθ c =2
√
2 λ
Nd
=2
√∗
2 λ
8
0.2 λ
∆ θc = 2.485
=2.485 rad
rad∗180 =142.38 ° π
∆ θc = 142.38 °
1irecti?idad
F*&! 17.- D!"#$ #>"',*)#$ D= 4.73
( N + 1 ) d λ
=4.73
(
8 0.2 λ
λ
)
=6.02
17%$log98.$"57F.FH'd*i
1atos obtenidos de la simulación 17F.FH' d*i 79%H.'$%
ARREGLO ENDFIRE EN EL PLANO YZ D!"#$ %!&! '( )*$'+# )' (! !,"',! F =350 MHz 8
C 3 × 10 =0.857 m λ0 = = F 350 × 106 λ0 d < ; d =0.4 λ 0=0.34 m 2
Fase progresiva en Y
2 π
= Bo d = 0
λ
∗2 λ 5
0
=
4 λ0 5
=144 °
Fase progresiva en Z
! 0 = ! ; ! 0= 0 ° F*&! 1.- A&&'(# E,)@*&' ', '( %(!,#
Longitud de onda
YZ λ0 0.857 "= = =0.2142 m 4
4
Patrón de Radiación
F*&! 1<.- P!"&0, )' R!)*!*0, A&&'(# E,)@*&' '( %(!,# YZ
Corte Vertical al patrón de radiación
F*&! 1=.- C#&"' '&"*!( !( %!"&0, )' &!)*!*0, Corte :orizontal al patrón de radiación
F*&! 1?.- C#&"' 5#&*6#,"!( !( %!"&0, )' &!)*!*0, 4actor de arreglo
!" e#e$entos en e# e%e Y M!" e#e$entos en e# e%e Z
M + 1
sin
F = I o
(
∗(α z d + B d cos ( φ )) 0
2
(¿ sin (
¿ α z d + B d cos ( φ ) 0
2
)¿)
¿ sin
Fyz = I o
N + 1
(
sin
(
sin
(
∗( α y d + B d sin ( θ ) sin ( φ ) )) 0
2
( α y d +B d sin ( θ ) sin ( φ ) ) 0
2
N + 1
(
2
sin
(
∗( + )) 0
+ 0 2
)( ×
)
Anc;o de ;az a <#d*
sin
)
M + 1
(
2 sin
(
)
׿
∗(! + ! )) 0
! +!0 2
)
)
F*&! 2.- A,5# )' 5!6 ! -3)B Como se puede apreciar en las gr/0icas en el crculo =ue representa a <#d* tenemos los cortes con el lóbulo principal del arreglo endside> obteniendo los siguientes ?alores@
∆ θ−3 db=13 3 ° − ( 47 ° )=86 °
C;((#$: Δθ−3 dB=2
√
∆ θc = 1.48
0.88 λ
Nd
=2
√
0.88 λ
∗
4 0.4 λ
rad∗180 =84.98 ° π
Anc;o de ;az entre nulos
=1.48
F*&! 21.- A,5# )' 5!6 ',"&' ,(#$
Como se puede apreciar en las gr/0icas> los anc;os de ;az entre nulos> son los siguientes@
∆ θc = 159 ° −( 23 ° ) =136 °
C;((#$ Δθ c =2
√
2 λ
Nd
=2
√∗
2 λ
4
0.4 λ
=2.236 rad
∆ θc = 2.236 1irecti?idad
rad ∗180 =142.3 ; ∆ θc =128 . 12 ° π
F*&! 22.- D!"#$ #>"',*)#
D = 4.73
( N + 1 ) d λ
=4.73
5 ( 0.4 λ ) =7.568 λ
D=10 log 7.568= 8.8 db#
1atos obtenidos 17%$.8# d*i 79#"
CONCLUSIONES •
•
•
1e diseIo de manera satis0actoria una antena broadside array y una end0ire array con di0erentes caractersticas y dimensiones. Se determinaron todos y cada uno de los par/metros de los respecti?os arreglo de antenas en donde se puede concluir =ue dependiendo de la aplicación una u otra sera muy !til se ;a podido obser?ar =ue se puede jugar con el patrón de radiación as =ue podemos ubicarlos en 0ronteras o el aplicaciones militares o comerciales en di0erentes tipos de empresas. Por !ltimo se logró comprobar =ue un arreglo de antenas permite aumentar la directi?idad y nos da mayor manipulación respecto al espectro radiado por la antena.
BIBLIOGRAFA •
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[email protected]"$%%E$"EAntennaLabmanual.pd0
•
Constantine A. *alanis. KAd?anced &ngineering &lectr omagnetics Arizona State )ni?ersity. %HH ;
[email protected]"$##"+8#$$%O
•
