teleco 2

PRACTICA DE LABORATORIO # 1
TELECOMUCICACIONES II
Diana M. Valencia – 9610578
Alexander Caballero – 9710522
David R. Parra – 9810583
Modificando la distribución de corriente en una
antena, ajustando su longitud, variaremos la
impedancia y por lo tanto afectaremos la ROE
(swr) en la línea de transmisión.
Autores:
INTRODUCCION
El presente documento se desarrolló con la idea
de presentar la simulación de diferentes tipos de
antenas para una longitud de onda de lambda
medios. Los modelos aplicados son el dipolo y
la antena loop cuadrada, obteniendo dentro del
proceso los diferentes patrones de radiación.
OBJETIVO
-
Diseñar y simular antenas alámbricas.
PROCEDIMIENTO
1. Diseñar una antena dipolo lambda medios
con una frecuencia de corte de:
f 0  300106 
f1 f 2  f 3
f1  78
f 2  22
La resistencia de radiación (impedancia) a la
mitad de una antena de media onda está en el
órden de 50 a 75 ohms, haciendo muy práctico
acoplarla directamente a un cable coaxial de 50 ó
75 ohms.
Este diseño se conoce como Antena Dipolo. No
es necesario un sintonizador de antena cuando
una antena dipolo está bien acoplada.
f 3  83
f 0  305.86 106 Hz  305.86MHz
Fundamentos básicos del diseño de sistemas
de antenas
Las antenas son similares a las líneas
transmisión, en que las formas de onda de
corrientes y los voltajes existen a lo largo
ellas, al igual que las ondas estacionarias
voltaje y corriente.
En la mitad de una antena dipolo de 1/2 onda, el
voltaje está a su mínimo. Esta característica es
útil en la construcción de antenas en fase, donde
los elementos de una antena pueden ser
conectados a la cama de la antena (boom), sin
tener que aislarlos. Por supuesto, dos puntos con
el mismo potencial pueden estar físicamente en
corto circuito sin afectar la operación del
circuito.
de
las
de
en
Las formas de onda reales de corriente y de
voltaje son sinusoidales. Sus valores absolutos (ó
instantáneos) varían conforme a la frecuencia
aplicada, tal como en una línea de transmisión.
Las reflexiones tienen lugar en los extremos de
la antena y las ondas de corriente y voltaje se
pueden imaginar tal como existen en la antena.
La longitud teórica de un dipolo es: L = 150 x
0.95 / f(MHz) donde: f = frec. en MHz., 0.95 es
el factor por efecto de puntas, 150 es la
velocidad de la luz entre 2 para dar L en metros.
Las antenas dipolo son muy populares en las
bandas de 80 y 40 metros donde las dimensiones
son grandes y a menudo impiden elaborar
instalaciones mas sofisticadas. Entre más alto se
instale un dipolo sobre la tierra, mejor se
desempeñará. Esto es verdad para la mayoría de
las antenas.
Diseño de la antena:
Con estos parámetros de diseño se tiene que la
longitud del dipolo es:
L=150x0.95/303.5=0.4659m
La simulación en SuperNec 2.9 se realizó con
los siguientes parámetros:
Pérdidas de retorno
Antena dipolo lambda medios
Propiedades de la antena
Para la simulación se generó un barrido de
frecuencias desde 280MHz hasta 330MHz con
los siguientes resultados:
Impedancia de entrada
Patron de radiación 2D a fo
Patrón de radiación 3D
Para variaciones de la longitud del dipolo se
obtienen los siguientes resultados en el patrón de
radiación 3D
2. Diseñar una antena loop lambda medios
con una frecuencia de corte:
f 0  300106 
f1 f 2  f 3
f1  78
f 2  22
f 3  83
f 0  305.86 106 Hz  305.86MHz
2.1 Antena loop lambda medios circular
Se tomaron los siguientes parámetros de diseño:
Patrón de radiación 3D λ/4
C

 0.49 m
2
C
a
 0.07798m
2
a
 2a 
  12  2 ln
 1.2146m m
b
64.2077
 b 
C=circunferencia
a=radio
b=calibre del alambre
Patrón de radiación 3D λ
Tomando estos valores se realizó la simulación:
Patrón de radiación 3D 2λ
Propiedades de la antena loop
Antena loop lambda medios circular
Para la simulación se generó un barrido de
frecuencia desde 290MHz hasta 320MHz con los
siguientes resultados:
Patrón de radiación 3D
La antena no se encuentra acoplada para la
frecuencia de corte, por lo cual se requiere un
dispositivo de acople para un funcionamiento
óptimo. Los valores de impedancia son bastante
altos.
2.2 Antena loop lambda medios cuadrada
Se tomaron los siguientes parámetros de diseño:
ab

8
 0.1225 m
Pérdidas de retorno
Tomando estos valores se realizó la simulación:
Impedancia de entrada
Propiedades de la antena loop cuadrada
Antena loop cuadrada lambda medios
Patrón de radiación 3D
3. Diseñar una antena dipolo lambda medios
con una frecuencia de corte de:
En el momento de variar el calibre empleado
para la antena λ/2 del punto 1, que se diseña en
el principio muy delgado (0.001m a 0.005m), so
obtienen los siguientes resultados:
Pérdidas de retorno
Propiedades de la antena
Impedancia de entrada
Impedancia de entrada
Pérdidas de retorno
Se pierde completamente el acople logrado en el
diseño preliminar, por lo cual hay que hacer un
ajuste para acoplar la antena a la frecuencia de
corte. Esto se produce por las pérdidas que se
producen con un alambre más grueso (entre más
delgado se acerca mas al ideal).
CONCLUSIONES



Se obtuvieron valores muy cercanos a los
esperados para el diseño de la antena
dipolo, con acople de impedancia a la
frecuencia de corte.
Para los valores de la antena tipo loop,
tanto cuadrada como circular, se encontró
que por sus características se presenta un
desacople para λ/2, por lo que se requiere
un acople adicional para trabajar con
estas dimensiones.
Dentro de las recomendaciones de los
desarrolladores del paquete de software
se tiene que los segmentos de las antenas
sean de una décima parte del valor total
de la longitud de la antena, por lo cual se
realizaron las simulaciones tomando en
cuenta esta consideración.