ANTENAS 1 Bocina de plano H Se desea diseña una bocina sectorial plano H, con una Directividad de 16 dB a 12 GHz. La altura b de la guía y de la bocina es 25 mm. LH Ey a a) Realizar un diseño en el que la fase en la apertura sea prácticamente constante (error menor que п/16). b) Realizar un nuevo diseño óptimo para conseguir la directividad fijada. c) ¿Qué sucede si se mantiene el valor de LH y se aumenta la dimensión de la apertura al doble? La reducción de eficiencia en una bocina de plano H se indica en la figura 1 REDUCCIÓN DE LA EFICIENCIA 1 0.8 0.6 f ( s1) 0.4 0.2 0 0 0 0 0.5 1 1.5 2 s1 DIFERENCIA DE CAMINOS NORMALIZADA 2.5 3 3 © Miguel Ferrando, Alejandro Valero. Dep. Comunicaciones. Universidad Politécnica de Valencia ANTENAS 2 Solución Diseño de fase constante La distribución de campos en la boca de la bocina es β x2 ⎛ π x ⎞ − j 2 LH E y = E0 cos ⎜ ⎟e ⎝ a ⎠ El máximo error de fase se tiene en el extremo de la bocina 2 ⎛a⎞ ⎜ ⎟ a2 2⎠ ⎝ =β β ( Rm − LH ) = β 2 LH 8LH Si se quiere que el máximo error de fase sea pequeño 2π a 2 π ≤ λ 8LH 16 LH > 4a 2 λ Si el error de fase es pequeño, la distribución de campos en la ⎛π x ⎞ apertura es E y = E0 cos ⎜ ⎟ ⎝ a ⎠ La Directividad es la de una apertura rectangular con distribución coseno. 16dB → 39.8 4π 8 DH = 2 ab 2 = 39.8 λ π 2 πλ a = DH 32b = 9.77cm La longitud debe ser como mínimo LH=152 cm. Diseño óptimo En el diseño óptimo, en las bocinas de plano H el error de fase en el extremo de la bocina es de 1350, que equivale a 5/8 de longitud de onda. a = 3λ LH Si el error de fase es cero, la eficiencia es ηil = 8 π2 © Miguel Ferrando, Alejandro Valero. Dep. Comunicaciones. Universidad Politécnica de Valencia ANTENAS 3 En el diseño óptimo, ηil = 0.793 8 π2 Las dimensión a debe compensar la pérdida de eficiencia a = DH πλ 2 0.793 ⋅ 32b = 12.975cm a = 3λ LH a2 LH = = 22.45cm 3λ Aumento de las dimensiones de la bocina. La dimensión de la bocina son a=25.95 cm b=2.5 cm LH=22.45 cm s= a2 = 1.5 8λ LH Para s=1.5 la eficiencia es ηil = 0.21 8 π2 La Directividad es DH = 4π λ 2 ( 2a ) b 8 π2 0.21 = 0.53 ⋅ 39.8 El valor se reduce prácticamente a la mitad, pese a aumentar las dimensiones de la apertura. © Miguel Ferrando, Alejandro Valero. Dep. Comunicaciones. Universidad Politécnica de Valencia