ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZOFACULTAD DE INFORMÁCTICA Y ELECTRÓNICA

ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA TELECOMUNICACIONES Y REDES

CARRERA: ELECTRÓNICA TELECOMUNICACIONES Y REDES

PROPAGACION DE ANTENAS

TAREA INDIVIDUAL

TEMA: RESUMEN

1. DATOS GENERALES:

NOMBRE: CÓDIGO:

- Cristhian Cardoso 703

MegaSystem Panamericana Sur Km 1 ½ Frente a la ESPOCH

Riobamba - Ecuador

DISEÑO DE UNA ANTENA PERIODICA LOGARITMICA

Las antenas tienen patrón y la impedancia características que son independiente de la frecuencia sobre anchos de banda teóricamente ilimitada, los anchos de banda de 10 a 1. Las estructuras que describen patrones linealmente polarizadas son omnidireccional, bidireccional y unidireccional, el patrón y la impedancia son esencialmente independiente de la frecuencia sobre anchos de banda teóricamente ilimitadas. El llamado "efecto final" limita el ancho de banda de estas antenas. La geometría de estructuras de las antenas periódicas logarítmicas de modo que el patrón y la impedancia de se repiten periódicamente con el logaritmo de la frecuencia. Para estructuras planas, esto es definiendo su forma tal que θ es igual a una función periódica en función de lnr, en donde r y θ son las coordenadas polares en el plano. Entonces si la lnT es el período de lnr, el funcionamiento de una estructura de extensión infinita sería el mismo para cualquier par de frecuencias relacionadas por alguna integral de potencia de lnT. Los anchos de banda de ancho son insignificantes , las dos mitades de la antena son alimentadas en los vértices, por una línea coaxial hasta la mitad de la estructura con el conductor exterior unida a la estructura Esta antena tiene un patrón bidireccional de polarización horizontal con el director aproximadamente igual y constante anchuras de haz de plano sobre una banda de frecuencia de 10 a 1 o más y tiene una impedancia de entrada constante de aproximadamente 170 ohms.

La operación sobre otros períodos puede fácilmente ser predichas, el efecto final es insignificante y que todas las dimensiones se hacen proporcional a su distancia desde el vértice. Se encontró que doblando la estructura del diente curvada alrededor de un eje horizontal, un patrón unidireccional apuntando en la dirección del eje y positivo podría ser obtenida. Algunos control de la relación de anchura de haz principal y secundario se obtuvo mediante la variación de los parámetros α, β, Ψ y Τ. Típica de plano E y plano H con anchura de haz de 60° y 90° y un haz secundario el orden de 10 a 15 db. Se encontró que la impedancia característica de la estructura disminuyó por ende el ángulo Ψ se redujo, pero que la VSWR de esta impedancia característica más bien aumentó rápidamente hasta 3.5:1 para Ψ = 30°.Un impreso, no planar, trapezoidal-diente estructura doblada alrededor del eje X, es una forma de placa de circuito impreso de este tipo de estructura la comparación de una estructura de corte de la hoja de metal en una forma convencional de una estructura idéntica grabada en circuito dieléctrico de teflón impresa, se encontró que la placa de circuito impreso se podrían utilizar hasta aproximadamente 3.000 mc sin la presencia del dieléctrico. Dos modelos de estructuras planas (con Ψ= 180 °) se construyeron con los siguientes parámetros: α= 90°, β=30° para uno y β=15° para otra, Τ =0.5, y R1, la distancia perpendicular desde el vértice de la mitad de la estructura para el elemento más largo, es 12,75 cm. Los patrones se tomaron a una gama de frecuencias (900-2100 mc).

Figura 1

Ambas estructuras tienen frecuencia, patrones bidireccionales independientes, linealmente polarizadas. En el rango de frecuencia se ha indicado anteriormente, el plano E el haz a potencia mitad varió de 65 a 80° con una anchura de haz media de 71 °, y el plano H haz a potencia media varió de 60° a 69° con una anchura de haz media de 62 °. De las dos antenas a prueba, β=15 tiene la más estrecha sección central es decir tiene un poco menos variación de ancho de banda con la frecuencia. Los patrones fueron tomadas para una estructura no plana con Ψ = 60° sobre un 5:1 de rango de frecuencia. Los patrones de plano E eran unidireccionales con anchuras de haz que varía desde 60° a 75 ° con una anchura de haz media de 65 ° y los patrones de plano H tenido anchuras de haz que varía desde 80° a 110° con un ancho de haz media de 85°. La relación de adelante hacia atrás, debido a la polarización cruzada Eθ tuvo un valor promedio de aproximadamente 9 db; la relación de adelante hacia atrás, debido a la polarización Eɸ, tiene un valor medio de aproximadamente 13 db. La impedancia de entrada Zo se redujo de 170 ohmios a unos 105 ohmios y el ROE se refiere a sus respectivas impedancias de entrada que fueron aproximadamente los mismos. Por lo tanto, la impedancia característica de una estructura de diente trapezoidal plana no es mejor que la de una estructura de diente curvada.

Estructuras de alambre

Todo el metal se eliminó a excepción de tiras estrechas que describen los dientes. Las tiras metálicas horizontales varían en anchura proporcional a la distancia desde el centro de la estructura y los miembros verticales son triangulares en forma. Esto es necesario con el fin de hacer que la estructura logarítmicamente periódico. La impedancia media de entrada de la estructura es de 110 ohms En general, para el modelo con elementos cónicos y elementos uniformes los patrones son esencialmente independiente de la frecuencia, con la estructura que tiene elementos cónicos son ligeramente menos sensible a la frecuencia.

No planas, Alambre, Trapezoidal Estructura Tooth

Los patrones de estas estructuras eran bastante independiente de la frecuencia, especialmente aquellos con los mayores valores de T variaciones de la anchura de haz de solamente varios por ciento durante un período de operación eran comunes. Esta antena particular tenía una anchura de haz media plano E de 67°, un promedio de ancho de haz plano H de 106° y una relación media de adelante hacia atrás de 15 db. La

separación entre dos elementos transversales adyacentes no debe ser mayor que 0,3 de la longitud del elemento más largo. El ancho del haz de plano H disminuye en ángulo para cualquier relación de un diseño, mientras que el patrón de plano E es esencialmente independiente del ángulo, la relación de delante a atrás, en general, aumenta con una disminución en Y, el ángulo. Por ejemplo, número de antena 14 tiene un α=60°, β=0, Ψ =45 y T=0.6. La ganancia es 6,5 dB sobre un dipolo y la relación de adelante hacia atrás es 15,8 db. Como el número de elementos requeridos es mayor es necesario utilizar ya sea una línea coaxial cónico o una abierta equilibrada transformador de línea de alambre transmisión con el fin de que coincida con la impedancia de la estructura de las líneas de transmisión convencionales. Los patrones de un modelo de antena más grande, con los parámetros de diseño anteriores se midieron más de diez a una gama de frecuencias (100 a 1000 mc). Se observó un aumento de las anchuras de haz y una ligera disminución en la relación de adelante hacia atrás en unos 300 mc, y que los elementos cuyas longitudes eran alrededor de 1,5 el efecto final fue notable para esta estructura a una frecuencia de aproximadamente tres veces el límite de baja frecuencia de la antena. La impedancia varía con el ángulo para un alambre típico, la estructura del diente trapezoidal. La impedancia del cable, trapezoidal diente que tiene los siguientes parámetros: α=75°, β=0, T=, 0.5, Ψ =45° y R1=12.75 pulgadas se midió más de dieciséis a una banda de frecuencia (250 a 4000 mc). La impedancia era bueno de 350 mc de 4000 mc o una banda de once hasta una frecuencia. Esto concuerda estrechamente con la definición anterior del límite de frecuencia baja puesto que la anchura de la estructura en el último elemento fue de 19,5 pulgadas o una media longitud de onda a 304 mc. Las mediciones reales mostraron que la impedancia Zo disminuyó lenta y uniformemente desde alrededor de 150 ohmios a 350 mc a aproximadamente 75 ohms en el extremo superior de la gama de mediciones Este cambio es debido a la técnica de modelado en lugar de un fallo de la antena. Los elementos de este modelo eran de diámetro constante y como se aumentó la frecuencia, la relación de longitud a diámetro de los elementos responsables de la radiación disminuyó. Con el fin de obtener una buena independencia frecuencia durante un 10:1 de ancho de banda, es necesaria modelar la estructura con precisión de acuerdo con los principios de diseño. A partir de esto se diseñó una antena con ganancia relativamente alta.

Los parámetros durante este modelo en particular eran un β=0, α=14. 5°, β=0, T=0.85, Ψ =29° y R1= 60 cm. Con el fin de hacer que el espaciado vertical entre los elementos horizontales de la misma longitud de las dos semi-estructuras aproximadamente el doble de la longitud de los elementos particulares, se estableció igual a 29°. R1 se eligió igual a 60 cm con el fin de hacer que el último elemento de la mitad longitud de onda larga en 1000 mc. El E-plano medio ancho de haz era 59° la media anchura de haz plano H era 38° y la frontal relación con espalda estaba a punto de 18 db. Mismo efecto podría ser tenido mediante la colocación de una de las mitades de estructuras sobre un plano de tierra en un ángulo media y al plano de tierra. Los dobles lóbulos aparecen en alrededor de 35 t de este plano de simetría. El efecto de plano de tierra causó la impedancia para girar alrededor del centro de un diagrama de Smith de manera periódica, pero a un VSWR de siete y cincuenta y cinco minutos, lo cual es muy indeseable. Esta estructura larga tenía impedancia características muy similares a una estructura en el espacio libre, con el Zo de ser sólo la mitad de la Zo de una antena en ell espacio libre Zo real fue de 80 ohmios con un ROE de 1. 1: 1 durante un período.

Estructuras de dientes triangulares alambre.

El promedio de ancho de haz plano E fue de 70° en comparación con los 67° de la media anchura de haz plano H era 89° en comparación con 106 y la relación de adelante hacia atrás era 14.4 db, en comparación con 14,9 db para el diente trapezoidal estructural. La impedancia para el diente triangular estructural fue ligeramente inferior (100 ohmios con una VSWR de 1,5 sobre la gama de frecuencias en comparación) que la de la estructura del diente trapezoidal Otro modelo de la estructura del diente triangular se construyó similar a la antena 14. Como la anchura de haz plano H era un poco más estrecho, la anchura de haz plano E era aproximadamente el mismo, y la relación de adelante hacia atrás era ligeramente superior a la de la estructura del diente trapezoidal similar.

Fase Principio Rotación

El fenómeno de rotación de fase es una característica básica de estas estructuras logarítmicamente periódicas. Si la frecuencia de la señal de excitación se incrementa por un período, y la fase se mide en el dipolo mientras se mantiene el dipolo a una distancia eléctrica constante de la estructura periódica, la fase se retrasará 360 relativa a la fase de la corriente de alimentación. Este fenómeno es el factor que hace que sea posible alcanzar las estructuras logarítmicamente periódicas omnidireccionales y circularmente polarizadas discutidas en las siguientes secciones.

Estructuras omnidireccionales

Un ejemplo de antena de este tipo es la discono antena bicónica, que tienen un patrón de ruptura que limita el ancho de banda de estas antenas para 2 o 3 a 1. Una manera fácil de visualizar una estructura de este tipo es de imaginar dos conos vértice hasta el ápice en un común colocado eje. Comenzando en el vértice de cada cono, una espiral equiangular se coloca en el lado de inclinación del cono con el eje de la espiral coincidente con el eje de cono. La espiral en un cono se hace girar en sentido horario; la espiral en el otro cono se hace girar en sentido anti horario como los dos conos son vistos simultáneamente desde el punto en que sus respectivos vértices se encuentran. Cuando se utiliza el concepto de cono, es posible visualizar un número de diferentes estructuras. La relación de diseño de esta estructura particular es 0,7Como comparación, la estructura del diente trapezoidal era omnidireccional dentro: 2. 1 dB en comparación con H. 5 db para la estructura del diente circular; y el plano H, patrones bidireccional estaban en un promedio de 55 ° en comparación con 650. La impedancia fue de 140 ohmios y 100 ohmios para la trapezoidal y estructuras dentales circulares, respectivamente Ambos tenían un ROE normalizado de 1,2-1 La única otra tipo de estructura omnidireccional probado era una estructura dental circular de tres brazos. La estructura era omnidireccional dentro 3 db y los patrones eran más dependientes que la estructura que tiene cuatro brazos de frecuencia. Los patrones de plano E variaron un poco en sus características omnidireccionales con frecuencia, pero en un promedio, eran omnidireccional dentro de 2. 1 dB; los planos H fueron bidireccional con un ancho de haz media de 60 °. La impedancia de entrada fue de 135 ohmios con una VSWR normalizada de 1,3 a 1 en vista de la relativa simplicidad, esta estructura podría ser utilizada como una antena hf.

Polarización circular de las antenas

El ángulo entre los lados inclinados opuestos de la pirámide es el ángulo de la estructura. Una sola estructura es T un cuarto del tamaño de la otra. Un intento se hizo para medir la magnitud y la fase de las corrientes que fluyen en los elementos de una típica no plana, alambre, la estructura del diente trapezoidal. La magnitud de las corrientes se midió desde el vértice hacia fuera hacia los elementos ya transversales, se alcanzó un punto de magnitud de la corriente máxima. La corriente disminuyó a más de 30 dB por debajo de su valor en el punto máximo.