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Antenas Microcinta o Patch: Características Básicas

February 10, 2009 No Comments

Las antenas de microcinta reciben considerable atención a partir de los 70, aunque la idea en sí, de la antena de microcinta puede ser localizada en 1953 y fue patentada en 1955. Una antena de microcinta puede observarse en la, la cual consiste de una muy delgada (t << lambda_{0} donde lambda_{0} es la longitud de onda en el espacio libre) cinta metálica (parche) situada en una pequeña fracción de una longitud de onda (h << lambda_{0}, usualmente 0.003lambda_{0} leq h leq 0.05lambda_{0}) encima de un plano de tierra. El parche de la antena microcinta es diseñado para obtener un patrón de radiación máximo normal al parche (broadside radiator). Esto se puede lograr a través de una apropiada selección del modo (configuración del campo) de excitación debajo del parche. Para un parche rectangular, la longitud L de el elemento es usualmente frac{lambda_{0}}{3} leq L leq frac{lambda_{0}}{2}. La cinta (parche) y el plano a tierra son separados por una lámina de material dieléctrico (referido como un substrato), como se puede ver en la Figura 1(a).

microcinta.jpg

Figura 1. Antena microcinta y sistema de coordenadas

Existen numerosos materiales substrato que pueden ser usados para el diseño de antenas de microcinta, y estas constantes dieléctricas usualmente se encuentran en el rango de 2.2 leq epsilon_{r} leq 12. Los primeros son más deseables para el buen desempeño de la antena, ya que los substratos cuyas constantes dieléctricas se encuentran en lo más bajo del rango proporcionan mejor eficiencia, un largo ancho de banda, escasos límites de campo dentro del espacio de radiación pero a su vez representa un alto costo por elementos de largo tamaño. Substratos delgados con alto valor de constante dieléctrica son deseables para circuitería de microondas, porque ellos requieren firmes límites de campo para minimizar la no detección de radiación y acoplamiento, y conseguir de paso, reducción en el tamaño de los elementos; sin embargo, como producen gran pérdida, son menos eficientes y tienen relativamente menor ancho de banda. Desde luego, las antenas de microcinta frecuentemente están integradas con otras circuiterías de microondas, y por ende se debe considerar al momento del diseño, tanto el buen rendimiento de la antena como el diseño del circuito.

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