ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL FACULTAD DE INGENIERÍA DE ELECTRICIDAD Y COMPUTACIÓN LABORATORIO DE ANTENAS PRÁCTICA 1 Medición – Antenas NOMBRE: Arianna Toapanta Sánchez Jorge Asanza Romero Giancarlo Guerrero Burgos PARALELO 105 FECHA 09/06/2019 INTRODUCCIÓN Una antena está diseñada para emitir o recibir ondas electromagnéticas hacia el espacio libre. Este dispositivo trabaja bajo ciertos parámetros, que serán determinados en la presente práctica, los cuales son: VSWR y Ancho de Banda de la antena. Además, se determinará la frecuencia de radiación/recepción en la cual opera de manera correcta la antena. MARCO TEÓRICO ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO El espectro electromagnético es la distribución energética del conjunto de las ondas electromagnéticas. Se encuentra dividido en bandas de frecuencias, que están determinadas para cada servicio en específico. SVWR Es Una medida que indica el desacople entre la línea de transmisión y la antena, entre mayor es este valor, peor será la adaptación de la antena. Esta medida indica la relación entre la potencia reflejada y el incidente. Lo que se busca en sí, es minimizar dicho valor, para llegar así a tener una mejor eficiencia de transferencia de energía. PÉRDIDA DE RETORNO La pérdida de retorno es otra manera de indicar la desadaptación. Es expresada en unidades de dB, la cual hace una comparación potencia reflejada por la antena con la potencia de alimentación de la línea de transmisión. TIPO DE ANTENA: PATCH CIRCULAR 1. Basándonos en el criterio de la pérdida de retorno de -10 dB. Proceda a escoger cinco frecuencias dentro de la banda de frecuencia de operación de la antena y escriba los valores de perdida de retorno en dB. Frecuencia [MHz] Valores de Perdidas de retorno [dB] 2682.22 2707.11 2735.55 2746.22 2611.11 -16.88 -25.35 -17.17 -14.64 -18.47 2. Pegue la gráfica SWR vs f (Hz), para el rango de frecuencia de operación de la antena. 3. Se conoce que la antena trabaja en la banda [𝒇𝟏 − 𝒇𝟐 ] por lo cual: * Escoja dos valores de frecuencias menor a 𝒇𝟏 y escriba el valor de SWR. * Escoja tres valores de frecuencias en el rango [𝒇𝟏 − 𝒇𝟐 ] y escriba el valor de SWR * Escoja dos valores de frecuencias mayor a 𝒇𝟐 y escriba el valor de SWR. Frecuencias menores a 𝒇𝟏 2496.66 2483.33 Frecuencias en el rango [𝒇𝟏 − 𝒇𝟐 ] 2604.44 2716.66 2828.88 Frecuencias mayores a 𝒇𝟐 2901.11 2919.99 SWR 2.626 2.810 SWR 1.199 1.082 1.452 SWR 2.671 2.748 4. Pegue la gráfica SWR vs f (Hz) con sus respectivos marcadores de SWR medido. 5. Ligeramente mueva la antena hacia arriba (con excepción de la antena que está en el edificio) y vuelva a llenar la tabla del inciso 3 y explique cuáles fueron los motivos que los datos cambiaron o se mantuvieron. Frecuencias menores a 𝒇𝟏 2496.66 2483.33 Frecuencias en el rango [𝒇𝟏 − 𝒇𝟐 ] 2604.44 2716.66 2828.88 Frecuencias mayores a 𝒇𝟐 2901.11 2919.99 SWR 2.307 2.451 SWR 1.16 1.035 1.485 SWR 2.675 2.838 Explique: Mediante las gráficas se pudo analizar que esta antena tipo patch circular trabaja dentro de un rango aproximado de 2.524 – 2.8 [GHz], esto se lo pudo determinar mediante el criterio de -10dB que nos indica que las frecuencias que se encuentren por debajo de -10dB son aquellas en las cuales la antena se encuentra operando. Además, también se lo verificó con la gráfica de SWR, en la cual se determinó el rango de frecuencias que tenga un ROE menor a 2, y ahí se pudo observar que dicho rango es aproximadamente el mismo que el establecido anteriormente con la gráfica de pérdida de retorno. Tal como se puede observar en la tabla, las frecuencias que se encuentran fuera del rango del ancho de banda, presentan un ROE mayor a 2, y podemos concluir que a esas frecuencias la antena no opera. El ROE al mover la antena no se vio muy alterado. TIPO DE ANTENA: PATCH RECTANGULAR 1. Basándonos en el criterio de la pérdida de retorno de -10 dB. Proceda a escoger cinco frecuencias dentro de la banda de frecuencia de operación de la antena y escriba los valores de perdida de retorno en dB. Frecuencia [MHz] Valores de Perdidas de retorno [dB] 2388.88 2352.22 2357.55 2409.99 2468.77 -14.11 -20.37 -28.74 -20.76 -21.19 2. Pegue la gráfica SWR vs f (Hz), para el rango de frecuencia de operación de la antena. 3. Se conoce que la antena trabaja en la banda [𝒇𝟏 − 𝒇𝟐 ] por lo cual: Frecuencias menores a 𝒇𝟏 2241.77 2209.77 Frecuencias en el rango [𝒇𝟏 − 𝒇𝟐 ] 2307.55 2405.33 2439.11 Frecuencias mayores a 𝒇𝟐 2600.88 2648.88 SWR 2.186 2.071 SWR 1.738 1.278 1.281 SWR 2.202 2.155 4. Pegue la gráfica SWR vs f (Hz) con sus respectivos marcadores de SWR medido. 5. Ligeramente mueva la antena hacia arriba (con excepción de la antena que está en el edificio) y vuelva a llenar la tabla del inciso 3 y explique cuáles fueron los motivos que los datos cambiaron o se mantuvieron. Frecuencias menores a 𝒇𝟏 2250.66 2190.22 Frecuencias en el rango [𝒇𝟏 − 𝒇𝟐 ] 2323.55 2417.77 2520.88 Frecuencias mayores a 𝒇𝟐 2611.55 2698.66 SWR 2.461 2.402 SWR 1.547 1.398 1.623 SWR 2.078 2.439 Explique: Con el análisis del espectro de frecuencias, se pudo determinar que el rango aproximado de operación de esta antena patch rectangular es de 2.3 – 2.6 [GHz]. Se lo pudo determinar mediante el análisis de la gráfica de pérdida de retorno y también la del SWR, estos dos resultados a pesar de no ser iguales nos dan una idea aproximada de este rango de frecuencia en la cual la antena funciona. Al mover la antena se pudo observar que el ROE incrementa su valor, esto se debe a que la antena es directiva, y al ubicarla boca abajo apuntando hacia la mesa, el patrón de radiación se vio obstruido. TIPO DE ANTENA: ANTENA DISCONO 1. Basándonos en el criterio de la pérdida de retorno de -10 dB. Proceda a escoger cinco frecuencias dentro de la banda de frecuencia de operación de la antena y escriba los valores de perdida de retorno en dB. Frecuencia [MHz] Valores de Perdidas de retorno [dB] 2399.00 2395.33 2390.66 2386.00 2381.33 -15.08 -19.70 -28.27 -18.71 -13.78 2. Pegue la gráfica SWR vs f (Hz), para el rango de frecuencia de operación de la antena. 3. Se conoce que la antena trabaja en la banda [𝒇𝟏 − 𝒇𝟐 ] por lo cual: Frecuencias menores a 𝒇𝟏 2366.33 2358.66 Frecuencias en el rango [𝒇𝟏 − 𝒇𝟐 ] 2381.00 2390.99 2400.33 Frecuencias mayores a 𝒇𝟐 2413.00 2420.33 SWR 2.363 2.741 SWR 1.513 1.085 1.494 SWR 2.354 2.85 4. Pegue la gráfica SWR vs f (Hz) con sus respectivos marcadores de SWR medido. 5. Ligeramente mueva la antena hacia arriba (con excepción de la antena que está en el edificio) y vuelva a llenar la tabla del inciso 3 y explique cuáles fueron los motivos que los datos cambiaron o se mantuvieron. Frecuencias menores a 𝒇𝟏 2366.33 2358.66 Frecuencias en el rango [𝒇𝟏 − 𝒇𝟐 ] 2381.00 2390.99 2400.33 Frecuencias mayores a 𝒇𝟐 2413.00 2420.33 SWR 2.433 2.865 SWR 1.524 1.102 1.485 SWR 2.360 2.910 Explique: El rango aproximado de frecuencia de operación de esta antena discono es de 2.37 – 2.4 [GHz]. Esto se lo determinó mediante el análisis de la gráfica de pérdida de retorno y de SWR, las frecuencias tomadas en la gráfica de pérdida de retorno tienen una potencia menor a -10 dB, debido a esto se determinó ese rango, como en el que trabaja la antena. Y a su vez las frecuencias tomadas en la gráfica de SWR, tienen un valor menor a 2. Todas estas frecuencias cumplen con lo requerido para hacerse determinar como el rango de operación de la antena. Al mover la antena se pudo observar que el valor de ROE aumentó, esto se debe al patrón de radiación de la antena que se ve distorsionado. CONCLUSIONES - Cuando se intenta tomar frecuencias fuera del ancho de banda al que la antena opera, el ROE toma valores mayores de 1.5, volviéndose imposible que la antena irradie información. - Al mover la antena y realizar nuevamente las mediciones de ROE a la misma frecuencia inicial, se apreció que este casi no varía, más bien tiende a subir un poco, pero de manera poco significativa. - Existen antenas que están diseñadas para operar en un número variado de anchos de banda y frecuencias de operación, como lo es la antena Discono, esto permite trabajar en un rango más amplio y enviar y recibir información de distinta naturaleza. RECOMENDACIONES. - Se debe tener en cuenta que exista un correcto acoplamiento entre el cable coaxial y la antena, ya que una mala conexión podría acarrear distorsión o interferencias. - Al momento de tomar las muestras con la antena en una posición diferente tener en cuenta que los datos sean tomados a la misma frecuencia que se desea comparar. - Tomar nota de las diferentes mediciones que se realice para posteriormente realizar las respectivas comparaciones y análisis. BIBLIOGRAFÍA FIEC, E. . (2018). LABORATORIO DE ANTENAS: PRÁCTICA 1. Guayaquil. Mintic. (14 de Febrero de 2019). Obtenido de https://www.mintic.gov.co/portal/604/w3propertyvalue-6972.html Vielma, M. (Abril de 2005). Slideshare. Obtenido de https://es.slideshare.net/pepepaco19/presentacion-antenas-12776182
