Simulación de Antenas en FEKO

TITULACIÒN DE INGENIERIA EN ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES

Simulación de Antenas Dipolo.

PROFESOR: Ing. Marco Morocho

PROFESIONAL EN FORMACIÓN:

Luis Fernando Maita Jaramillo PERIODO:

 ABRIL -AGOSTO 2!" 2!"

Simulaciones Simulaciones en e!o pa"a dipolo de distintas lon#itudes de onda #ara la simulaci$n del di%olo %ara distintas longitudes de onda se o&tu'o mediante el so(t)are Fe*o +.. Los 'alores de (recuencia tomados %ara la simulaci$n en los tres di%olos son tomados tomados del canal canal de tele'isi$n tele'isi$n ,RT, ,RT, /RA0IO /RA0IO 1 TL3ISIO TL3ISIO4 4 4I0AS5 4I0AS5 6ue su sede %rinci%al es en la ciudad de Gua7a6uil. #ara %oder acceder a las (recuencias de o%eraci$n del canal de tele'isi$n se tom$ del AR8OTL , Agencia de Regulaci$n 7 8ontrol de las Telecomunicaciones, Telecomunicaciones, #or lo tanto la o&tenci$n de la (recuencia central %ara %oder tra&a9arla en la simulaci$n se la o&tu'o de mediante la media de las dos (recuencias &rindadas %or AR8OTL:

f  1=566 MHz y f  2=572 MHZ  f  c =√ f f  1. f  2 566 MHz∗572 MHz f  c =√ 566

f  c =568.99 MHz ≈ 569 MHz La (recuencia central es ;til %ara la o&tenci$n de la longitud de onda en cada uno de los di%olos.  1a o&tenida la (recuencia central se %uede e(ectuar dos (recuencias m
f  1=566 MHz

Frecuencia Inicial

c =569 MHz

Frecuencia Frecuencia Intermedia o central

f  2= 572 MHz

Frecuencia Final

RES$L%ADOS DE LAS SIM$LACIONES EN FE&O DE LOS DIPOLOS  Antena Dipolo de Media Media Lon#itud Lon#itud de Onda La antena antena di%olo con longitud longitud de onda

 λ / 2  es un ca&le 6ue se alimenta en su %arte

central %ara la e>tensi$n uni(orme en dos %articiones las cuales toman el 'alor de

 λ / 4.

La antena di%olo de media longitud de onda lineal se le denomina igualmente como una antena sim%le 7a 6ue es am%liamente usada %ara (recuencias su%eriores de 2M?=. l %atr$n de radiaci$n en un di%olo de media longitud de onda de%ende %rinci%almente %rinci%almente de la %olari=aci$n 6ue esta tenga considerando los dos casos %osi&les una %olari=aci$n 'ertical 7  otra hori=ontal en relaci$n a la su%er(icie terrestre. La Resistencia %resente en una l@nea de transmisi$n com;n com;n 'a desde +  7 +C .

 λ 2

Dipolo de media longitud de

Simulaciones Simulaciones en e!o pa"a dipolo de distintas lon#itudes de onda #ara la simulaci$n del di%olo %ara distintas longitudes de onda se o&tu'o mediante el so(t)are Fe*o +.. Los 'alores de (recuencia tomados %ara la simulaci$n en los tres di%olos son tomados tomados del canal canal de tele'isi$n tele'isi$n ,RT, ,RT, /RA0IO /RA0IO 1 TL3ISIO TL3ISIO4 4 4I0AS5 4I0AS5 6ue su sede %rinci%al es en la ciudad de Gua7a6uil. #ara %oder acceder a las (recuencias de o%eraci$n del canal de tele'isi$n se tom$ del AR8OTL , Agencia de Regulaci$n 7 8ontrol de las Telecomunicaciones, Telecomunicaciones, #or lo tanto la o&tenci$n de la (recuencia central %ara %oder tra&a9arla en la simulaci$n se la o&tu'o de mediante la media de las dos (recuencias &rindadas %or AR8OTL:

f  1=566 MHz y f  2=572 MHZ  f  c =√ f f  1. f  2 566 MHz∗572 MHz f  c =√ 566

f  c =568.99 MHz ≈ 569 MHz La (recuencia central es ;til %ara la o&tenci$n de la longitud de onda en cada uno de los di%olos.  1a o&tenida la (recuencia central se %uede e(ectuar dos (recuencias m
f  1=566 MHz

Frecuencia Inicial

c =569 MHz

Frecuencia Frecuencia Intermedia o central

f  2= 572 MHz

Frecuencia Final

RES$L%ADOS DE LAS SIM$LACIONES EN FE&O DE LOS DIPOLOS  Antena Dipolo de Media Media Lon#itud Lon#itud de Onda La antena antena di%olo con longitud longitud de onda

 λ / 2  es un ca&le 6ue se alimenta en su %arte

central %ara la e>tensi$n uni(orme en dos %articiones las cuales toman el 'alor de

 λ / 4.

La antena di%olo de media longitud de onda lineal se le denomina igualmente como una antena sim%le 7a 6ue es am%liamente usada %ara (recuencias su%eriores de 2M?=. l %atr$n de radiaci$n en un di%olo de media longitud de onda de%ende %rinci%almente %rinci%almente de la %olari=aci$n 6ue esta tenga considerando los dos casos %osi&les una %olari=aci$n 'ertical 7  otra hori=ontal en relaci$n a la su%er(icie terrestre. La Resistencia %resente en una l@nea de transmisi$n com;n com;n 'a desde +  7 +C .

 λ 2

Dipolo de media longitud de

 λ

 λ

4 4 RES$L%ADO DE LAS SIM$LACIONES. Separación en dos partes de Frecuencias: C"D M?=. un dipolo de media longitud C""M?=.

C"E M?=. C+M?=. C+2 M?= Ganancia deci&eles.

Campo eléctrico Directividad

Ganancia

Ancho de banda y Ganancia

 Antena Dipolo Ininitesimal ste di%olo in(initesimal /?ert=iano5 es un elemento simtrico 6ue su distri&uci$n de  λ corriente es constante en toda su su%er(icie 7 cu7a longitud de onda es menor a 50 . La condici$n in(initesimal de este di%olo es 6ue la longitud del di%olo es menor 6ue la longitud de onda de la corriente 6ue %asa %or el /lH5 generalmente un di%olo hert=iano usualmente lHC.

Figura 2: Geometr@a del di%olo in(initesimal. Imagen dis%oni&le en: htt%:coral.u(sm.&rg%scom%ro(essoresandreiSem(ioca%"tulo22.%d( 

5

1

1

RES$L%ADO DE LAS SIM$LACIONES.

Frecuencias: C"D M?=. C"" M?=. C"E M?=. C+ M?=. C+2 M?=

Ganancia deci&eles.

Campo eléctrico Directividad

Ganancia

Ancho de banda y Ganancia

 Antena 0i%olo #e6ueKo. Las %ala&ras corto o %e6ueKo en la ingenier@a de la antena siem%re im%lican en relaci$n con una longitud de onda. As@ lo a&soluto tamaKo del di%olo anterior no im%orta s$lo el tamaKo del ca&le en relaci$n con la longitud de onda de la (recuencia de la

o%eraci$n. #or lo general un di%olo es corta si su longitud es menor 6ue un dcimo de una longitud de onda:

 λ / 10

Figura !: Geometr@a del di%olo (inito. Imagen dis%oni&le en: htt%s:e'a.(ing.edu.u7%lugin(ile.%h%++EECmodresourcecontent!Antenas2de2hilo.%d( 

 λ #ara la simulaci$n se reali=$ con una longitud de onda de

30

 el cual es un 'alor medio

de este ti%o de di%olo. 8omo se necesita 6ue el %unto de alimentaci$n de&e estar u&icado en el centro lo 6ue el diagrama del di%olo seria el siguiente:

3

6

RES$L%ADO DE LAS SIM$LACIONES. Frecuencias: C"D M?=. C"" M?=. C"E M?=. C+ M?=. C+2 M?=

6

Ganancia deci&eles.

Campo eléctrico Directividad

Ganancia

Ancho de banda y Ganancia

Compa"ación de "esultados o'tenidos Se reali=a una com%araci$n de todos los 'alores o&tenidos de las simulaciones del di%olo con di(erente longitud de onda a (in de esta&lecer sus %rinci%ales caracter@sticas.

#rimero se reali=a una com%araci$n en una sola en coordenadas rectangulares del di%olo con di(erentes longitudes de onda del cam%o elctrico la 0irecti'idad 7 la ganancia.

8om%aracion Ganancias en distintos di%olos

8om%aracion directi'idad %ara 'alores con longitud de onda distintas

%A(LAS RES$L%ADO DE LAS SIM$LACIONES.

Tipo de dipolo

POLARIZACIÓN HORIZONTAL longitu Ganancia Apertura I#pedanc d (dB) del ia ( Ω ) Lóulo a !"Bd

&edia longitud In'nitei #al Peue*o

$irecti%id ad (dB)

λ/

!"#$

%%"#$

#"&$

!"#$

λ/&'

!"$!

%$

$'"'%

!"()

λ/$'

!"$'((

%$"!

$'"'

!"$'

Simulaciones de dipolo de media lon#itud de onda) pola"i*ación +e"tical ,  -o"i*ontal) cam'iando el +alo" de la altu"a "especto al plano) lon#itud del plano /0. #ara la simulaci$n del di%olo %ara distintas longitudes de onda se o&tu'o mediante el so(t)are Fe*o +.. Los 'alores de (recuencia tomados %ara la simulaci$n en los tres di%olos son tomados del canal de tele'isi$n ,RT, /RA0IO 1 TL3ISIO4 4I0AS5 6ue su sede %rinci%al es en la ciudad de Gua7a6uil. #ara %oder acceder a las (recuencias de o%eraci$n del canal de tele'isi$n se tom$ del AR8OTL , Agencia de Regulaci$n 7 8ontrol de las Telecomunicaciones, #or lo tanto la o&tenci$n de la (recuencia central %ara %oder tra&a9arla en la simulaci$n se la o&tu'o de mediante la media de las dos (recuencias &rindadas %or AR8OTL: #ara o&tener la (recuencia central de este canal de tele'isi$n a&ierta se saca su media entre sus dos (recuencias:

f  1=566 MHz y f  2=572 MHZ 

f  c =√ f  1. f  2 f  c =√ 566 MHz∗572 MHz

f  c =569 MHz RES$L%ADO DE LAS SIM$LACIONES.

Pola"i*ación 1o"i*ontal. Frecuencias: C"D M?=. C"" M?=. C"E M?=. C+ M?=. C+2 M?=

 λ  Altura:

4

Ganancia decibeles"

Campo eléctrico

Ganancia

Directividad

 λ  Altura:

2

Ganancia decibeles"

Campo eléctrico

Ganancia

Directividad

3 λ

 Altura:

4

Ganancia decibeles"

Campo eléctrico

Ganancia

Directividad

I

 Altura:  λ

Ganancia decibeles"

Campo eléctrico Directividad

Ganancia

 Altura:

1.5 λ

Ganancia decibeles"

Campo eléctrico Directividad

Ganancia

 Altura:

2 λ

Ganancia decibeles"

Campo eléctrico Directividad

Ganancia

 Altura:

3 λ

Ganancia decibeles"

Campo eléctrico Directividad

Ganancia

Ancho de banda y Ganancia Impedancia

 Altura:

5 λ

Ganancia decibeles"

Campo eléctrico Directividad

Ancho de banda y Ganancia Impedancia

Ganancia

 Altura:

10 λ

Ganancia decibeles"

Campo eléctrico Directividad

Ancho de banda y Ganancia Impedancia

Ganancia

Pola"i*ación 2e"tical. Frecuencias: C"D M?=. C"" M?=. C"E M?=. C+ M?=. C+2 M?=

 λ  Altura:

4

Ganancia decibeles"

Campo eléctrico Directividad

Ancho de banda y Ganancia Impedancia

Ganancia

 λ  Altura:

2

Ganancia decibeles"

Campo eléctrico Directividad

Ganancia

Ancho de banda y Ganancia

Impedancia

3 λ

 Altura:

4

Ganancia decibeles"

Campo eléctrico Directividad

Ganancia

Ancho de banda y Ganancia Impedancia

 Altura: λ

Ganancia decibeles"

Campo eléctrico Directividad

Ancho de banda y Ganancia Impedancia

Ganancia

 Altura:

1.5 λ

Ganancia decibeles"

Campo eléctrico Directividad

Ganancia

Ancho de banda y Ganancia Impedancia

 Altura:

2 λ

Ganancia decibeles"

Campo eléctrico Directividad

Ancho de banda y Ganancia Impedancia

Ganancia

 Altura:

3 λ

Ganancia decibeles"

Campo eléctrico Directividad

Ganancia

Ancho de banda y Ganancia

Impedancia

 Altura:

5 λ

Ganancia decibeles"

Campo eléctrico Directividad

Ganancia

Ancho de banda y Ganancia

Impedancia

 Altura:

10 λ

Ganancia decibeles"

Campo eléctrico Directividad

Ancho de banda y Ganancia

Ganancia

Impedancia

CONCL$SIONES -

#odemos o&ser'ar 6ue en el corte trans'ersal del %lano = del di%olo cuando se encuentra a media longitud de onda su a&ertura es menor con re(erencia a los cortes de los di%olos in(initesimal 7 (inito.