antenared.com » diseño http://antenared.com Teoría, simulación, implementación y más sobre antenas Fri, 28 Aug 2009 00:23:41 +0000 http://wordpress.org/?v=2.9.2 en hourly 1 Antena yagi: Diseño http://antenared.com/2009/08/antena-yagi-diseno/ http://antenared.com/2009/08/antena-yagi-diseno/#comments Sun, 16 Aug 2009 18:28:49 +0000 Francisco Sandoval http://antenared.com/?p=1031

Tabla de contenido de Antenas Yagi

  1. Antena Yagi: Principios Básicos
  2. Antena Yagi: Funcionamiento del Parásito como Reflector o Director
  3. Antena yagi: Diseño

Longitud\: del\: dipolo\:=\lambda/2

Longitud\: del\: reflector\:=\frac{\lambda}{2}+0.05\left(\lambda/2\right)

Distancia\: dipolo-reflector\:=0.2\lambda

Longitud\:1er\: director\:=0.96\lambda/2

Distancia\: dipolo-1er\: director=0.1\lambda

Longitud\:2er\: director\:=0.93\lambda/2

Distancia\:1er\: director-2do\: director=0.15\lambda

Longitud\:3er\: director\:=0.92\lambda/2

Distancia\:2do\: director-3er\: director=0.2\lambda

Longitud\:4to\: director\:=0.92\lambda/2

Distancia\:3er\: director-4to\: director=0.25\lambda

Longitud\:5to\: director\:=0.9\lambda/2

Distancia\:4to\: director-5to\: director=0.25\lambda

Longitud\:6to\: director\:=0.9\lambda/2

Distancia\:5to\: director-6to\: director=0.25\lambda

Longitud\:7mo\: director\:=0.89\lambda/2

Distancia\:6to\: director-7mo\: director=0.25\lambda

Longitud\:8vo\: director\:=0.89\lambda/2

Distancia\:7mo\: director-8vo\: director=0.25\lambda

Longitud\:9no\: director\:=0.87\lambda/2

Distancia\:8vo\: director-9no\: director=0.25\lambda

antena yagiFigura 1. Geometría de diseño en FEKO

Resultados del Diseño:

antena yagi-diagrama radiaciónFigura 2. Diagrama de Radiación de antena Yagi

Anterior de la serie

Post Relacionados

]]> http://antenared.com/2009/08/antena-yagi-diseno/feed/ 1 Antena Panel: Diseño http://antenared.com/2009/08/antena-panel-diseno/ http://antenared.com/2009/08/antena-panel-diseno/#comments Wed, 12 Aug 2009 16:17:29 +0000 Francisco Sandoval http://antenared.com/?p=985 La antena panel tiene como especificaciones de diseño las siguientes: Datos Frecuencia de operación:

  • Datos:
    • Frecuencia de operación:   f_{r}=5.8 GHz
    • Substrato dieléctrico:

    \varepsilon_{r}=4.5

    tan\delta=0.019

    h=1.6mm

    • Método de alimentación: Cable Coaxial
    • Polarización: Lineal
  • Cálculo del ancho:

W=\frac{c}{2f_{0}\sqrt{\frac{\varepsilon_{r}+1}{2}}}

Donde:

c – velocidad de la luz en el espacio libre

f_{r} – frecuencia de operación

\varepsilon_{r} – constante dieléctrica

W=\frac{3*10^{8}}{2*5.8G*\sqrt{2.75}}=15.6mm

  • Cálculo del dieléctrico efectivo

\varepsilon_{reff}=\frac{\varepsilon_{r}+1}{2}+\frac{\varepsilon_{r}+1}{2}\left[1+12\frac{h}{W}\right]^{-\frac{1}{2}}

Donde:

\varepsilon_{reff} – constante dieléctrica

h – altura del substrato dieléctrico

W- Ancho del panel

\varepsilon_{reff}=\frac{5.5}{2}+\frac{3.5}{2}\left(0.6695\right)=3.92

  • Cálculo de la longitud efectiva

L_{eff}=\frac{c}{2f_{r}\sqrt{\varepsilon_{reff}}}

Donde;

c – velocidad de la luz en el espacio libre.

f_{r} – frecuencia de operación

\varepsilon_{reff} – constante dieléctrica efectiva

L_{eff}=\frac{3*10^{8}}{\left(2\right)\left(5.8G\right)\sqrt{3.92}}=13.06mm

  • Cálculo del incremento de la extensión del panel

\Delta L=0.412h\frac{\left(\varepsilon_{reff}+0.3\right)\left(\frac{W}{h}+0.264\right)}{\left(\varepsilon_{reff}-0.258\right)\left(\frac{W}{h}+0.8\right)}

\Delta L=0.412\left(1.6\right)\frac{\left(3.92+0.3\right)\left(\frac{15.6}{1.6}+0.264\right)}{\left(3.92-0.258\right)\left(\frac{15.6}{1.6}+0.8\right)}

\Delta L=\frac{4.22\left(10.014\right)}{3.662\left(10.55\right)}=0.72mm

  • Cálculo de la longitud del panel

L=L_{eff}-2\Delta L

L=13.06-2\left(0.72\right)=11.62mm

  • Cálculo del punto de alimentación de la antena panel

\lambda_{0}=\frac{c}{f_{r}}

\lambda_{0}=\frac{3*10^{8}}{5.8GHz}=0.0517m

k_{0}=\frac{2\pi f_{r}}{c}

k_{0}=\frac{2\pi}{\lambda_{0}}=121.48m^{-1}

Tomando la siguiente condición se puede calcular la ubicación del punto de alimentación [11]:

\begin{cases} y_{0}=\frac{W}{2}\\ x_{0}=\frac{L}{2\sqrt{\varepsilon_{reff}}}\end{cases}

y_{0}=\frac{15.6}{2}=7.8\, mm

x_{0}=\frac{11.6}{2\sqrt{3.93}}=2.9\, mm

  • Cálculo del plano tierra de la antena panel

L_{g}=6H+L

L_{g}=6(1.6)+11.6=21.2\, mm

W_{g}=6H+W

W_{g}=6(1.6)+15.6=25.2\, mm

Resultados de Diseño

antena panel

Referencias:

[11]David M. Pozar, “Microwave Engineering”, Second Edition. John Wiley & Sons, Inc. 1998.

$L_{eff}=\frac{c}{2f_{r}\sqrt{\varepsilon_{reff}}}$

Post Relacionados

]]> http://antenared.com/2009/08/antena-panel-diseno/feed/ 0 Antena Grilla http://antenared.com/2009/06/antena-grilla/ http://antenared.com/2009/06/antena-grilla/#comments Tue, 09 Jun 2009 13:44:51 +0000 luisjavier http://antenared.com/?p=954

La antena grilla es una variación de la antena parabólica, su diferencia fundamental radica en que aunque su contorno es parabólico, el reflector no es un plato, sino un arreglo de varillas horizontales y perpendiculares. En el siguiente diseño, se consideran los mismos parámetros de geometría considerados en la parábola.

  • Diseño

Datos

F = 5.8 GHz

n = 10

relación \dfrac{D}{f} = 2.7

\lambda = 0.0517 m

D =2.5 f = 0.35m

2.7 \ast \lambda = 0.13959

\rho = 0.2

La profundidad del reflector desde el vértice de la parábola hasta el punto de intersección entre las rectas comprendidas por el eje focal y la línea que une los extremos de la parábola es:

z_{0} = \dfrac{D^{2}}{16 f} = \dfrac{0.348^{2}}{16 \ast 0.13959} = 0.058

z_{1} = f – z_{0} = 0.13959 – 0.058 = 0.071

La separación entre varillas es:

y \ast \lambda = 0.01

y \ast 0.0517 = 0.01

y = 0.19

Para la construcción de este modelo, se construyo la geometría en el software SolidWorks, empezando con dos parábolas transversales como lo indica la figura 4.1.1 y 4.1.2, luego haciendo operaciones de simetría y matriz se obtienen las figuras 4.1.3 y 4.1.4.

antena-grilla-1Fig. 4.1.1. Sección horizontal.

antena-grilla-2

Fig. 4.1.2. Sección vertical.

antena-grilla-3

Fig. 4.1.3. Ejes guías transversales.

antena-grilla-4

Fig. 4.1.4. Operaciones de matriz para antena grilla.

Resultados del Diseño:

antena-grilla-5

Fig. 4.2.1. Diagrama de radiación de la antena Grilla.

Post Relacionados

]]> http://antenared.com/2009/06/antena-grilla/feed/ 0 Antenas Parabólicas: Diseño http://antenared.com/2009/06/antenas-parabolicas-diseno/ http://antenared.com/2009/06/antenas-parabolicas-diseno/#comments Sat, 06 Jun 2009 05:44:57 +0000 luisjavier http://antenared.com/?p=944

Tabla de contenido de Parabólicas

  1. Antenas Parabólicas: Análisis
  2. Antenas Parabólicas: Diámetro del Reflector y Ganancia
  3. Antenas Parabólicas: Rendimiento y Relaciones D/f
  4. Antenas Parabólicas: Ángulo de Radiación
  5. Antenas Parabólicas: Lóbulos Principales y Secundarios
  6. Antenas Parabólicas: Ancho de Banda, Relación Señal a Ruido, Factor de Potencia
  7. Antenas Parabólicas: Diseño

Datos:

F=5.8GHz

n=10

relación \dfrac{D}{f} = 2.7

\lambda = 0.0517 m

D = 2.5 \ast f = 0.35m

f = 2.7 \ast \lambda = 0.13959

Angulo entre el eje focal y la línea que une el foco con un extremo de la parábola es:

\phi = 2 \ast \tan ^{-1} \left( \dfrac{1}{\frac{4f}{D}}\right) = 2 \ast \tan ^{-1} \left( 0.675 \right) = 68^{o}

Distancia foco-reflector:

\rho = \dfrac{f}{\cos ^{2} \left( \frac{\phi}{2}\right) } = \dfrac{0.13959}{\cos ^{2} \left( \frac{68^{o}}{2}\right) } = 0 = 0.2

parabolica-fekoFig. 3.10.1 Geometría de diseño en feko.

parabolica-feko1Fig. 3.11.1. Diagrama de radiación de la antena parabólica.

Anterior de la serie

Post Relacionados

]]> http://antenared.com/2009/06/antenas-parabolicas-diseno/feed/ 0 Logoperiódica: Diseño Práctico http://antenared.com/2009/05/logoperiodica-diseno-practico/ http://antenared.com/2009/05/logoperiodica-diseno-practico/#comments Mon, 04 May 2009 13:32:46 +0000 luisjavier http://antenared.com/?p=835

Tabla de contenido de Logoperiódicas: Parámetros de diseño para bastimento

  1. Logoperiódicas: Introducción
  2. Logoperiódicas: Parámetros de las Antenas Logoperiodicas de dipolos rectos
  3. Logoperiódica: Diseño Práctico

Se procede a diseñar una antena logoperiodica que cubra los canales desde el 7 hasta el 49 y con una directividad substancial de 9dB. Los cálculos y forma de diseño son los siguientes:

f_{sup} = 683 MHz

f_{inf} = 177 MHz

AB = 506 MHz

Directividad = 9 dBi

\tau = 0.918 \ldots \sigma = 0.169

\alpha = 6.91^{o} \ldots k_{2} = 0.52

k = 1.1 + 7.7 \left( 1 – \tau\right) ^{2} \cot \alpha

1.1 + 7.7 \left( 1 -0.918\right) ^{2} \cot 6.91

k = 1.5272

k_{1} = \dfrac{k_{2}}{k} = \dfrac{0.52}{1.5272} = 0.34

L_{max} = k_{2} \lambda_{inf} = 0.52 \dfrac{3 \ast 10^{8}}{177 \ast ^{10^{6}}}

L_{max} = 0.88 m = L_{1}

L_{min} = k_{1} \lambda_{sup} = 0.34 \dfrac{3 \ast 10^{8}}{683 \ast 10^{6}} = 0.15 m

\dfrac{L_{max}}{L_{min} \ast k} = \dfrac{0.88}{0.15 \ast 1.5272} = 3.841

N = – \dfrac{\log\left(k \ast B\right) }{\log\left( \tau \right) } + 1

N = – \dfrac{\log\left(1.5272 \ast 3.841\right) }{\log\left( 0.918 \right) } + 1

L_{n+1} = \tau \ast L_{n}

L_{2} = \tau \ast L_{1} = 0.918 \ast 0.88 = 0.80

L_{3} = \tau \ast L_{2} = 0.918 \ast 0.80 = 0.73

L_{4} = \tau \ast L_{3} = 0.918 \ast 0.73 = 0.67

L_{5} = \tau \ast L_{4} = 0.918 \ast 0.67 = 0.61

L_{6} = \tau \ast L_{5} = 0.918 \ast 0.61 = 0.56

L_{7} = \tau \ast L_{6} = 0.918 \ast 0.56 = 0.51

L_{8} = \tau \ast L_{7} = 0.918 \ast 0.51 = 0.47

L_{9} = \tau \ast L_{8} = 0.918 \ast 0.47 = 0.43

L_{10} = \tau \ast L_{9} = 0.918 \ast 0.88 = 0.40

L_{11} = \tau \ast L_{10} = 0.918 \ast 0.40 = 0.36

L_{12} = \tau \ast L_{11} = 0.918 \ast 0.36 = 0.33

L_{13} = \tau \ast L_{12} = 0.918 \ast 0.33 = 0.31

L_{14} = \tau \ast L_{13} = 0.918 \ast 0.31 = 0.28

L_{15} = \tau \ast L_{14} = 0.918 \ast 0.28 = 0.26

L_{16} = \tau \ast L_{15} = 0.918 \ast 0.26 = 0.24

L_{17} = \tau \ast L_{16} = 0.918 \ast 0.24 = 0.22

L_{18} = \tau \ast L_{17} = 0.918 \ast 0.22 = 0.20

L_{19} = \tau \ast L_{18} = 0.918 \ast 0.20 = 0.18

L_{20} = \tau \ast L_{19} = 0.918 \ast 0.18 = 0.17

L_{21} = \tau \ast L_{20} = 0.918 \ast 0.17 = 0.15

L_{min} = L_{21}

0.15 = 0.15

\tan \alpha = \dfrac{L_{1}}{2 R_{1}}

\dfrac{L_{1}}{2 \tan \alpha} = \dfrac{0.88}{2 \tan 6.91^{o}} = 3.63

R_{2} = \tau \ast R_{1} = 0.918 \ast 3.63 = 3.33

R_{3} = \tau \ast R_{2} = 0.918 \ast 3.33 = 3.06

R_{4} = \tau \ast R_{3} = 0.918 \ast 3.06 = 2.81

R_{5} = \tau \ast R_{4} = 0.918 \ast 2.81 = 2.58

R_{6} = \tau \ast R_{5} = 0.918 \ast 2.58 = 2.36

R_{7} = \tau \ast R_{6} = 0.918 \ast 2.36 = 2.17

R_{8} = \tau \ast R_{7} = 0.918 \ast 2.17 = 2.00

R_{9} = \tau \ast R_{8} = 0.918 \ast 2.00 = 1.83

R_{10} = \tau \ast R_{9} = 0.918 \ast 1.83 = 1.68

R_{11} = \tau \ast R_{10} = 0.918 \ast 1.68 = 1.54

R_{12} = \tau \ast R_{11} = 0.918 \ast 1.54 = 1.41

R_{13} = \tau \ast R_{12} = 0.918 \ast 1.41 = 1.30

R_{14} = \tau \ast R_{13} = 0.918 \ast 1.30 = 1.19

R_{15} = \tau \ast R_{14} = 0.918 \ast 1.19 = 1.09

R_{16} = \tau \ast R_{15} = 0.918 \ast 1.09 = 1.00

R_{17} = \tau \ast R_{16} = 0.918 \ast 1.00 = 0.92

R_{18} = \tau \ast R_{17} = 0.918 \ast 0.92 = 0.84

R_{19} = \tau \ast R_{18} = 0.918 \ast 0.84 = 0.78

R_{20} = \tau \ast R_{19} = 0.918 \ast 0.78 = 0.71

R_{21} = \tau \ast R_{20} = 0.918 \ast 0.71 = 0.65

R_{1} – R_{N} = \dfrac{L_{max} – L_{min}}{2 \tan \alpha}

2.99 \approx 3.01

Se debe tener presente que la alimentación, se la debe hacer desde la parte donde está el dipolo más pequeño y de ahí compartirla a los demás dipolos, proporcionando un desfase de 180^{o} entre dos dipolos consecutivos.

Anterior de la serie

Post Relacionados

]]> http://antenared.com/2009/05/logoperiodica-diseno-practico/feed/ 0 Microcinta Parche Circular: Ejemplo de Diseño http://antenared.com/2009/03/microcinta-parche-circular-ejemplo-de-diseno/ http://antenared.com/2009/03/microcinta-parche-circular-ejemplo-de-diseno/#comments Sat, 07 Mar 2009 06:27:05 +0000 Francisco Sandoval http://antenared.com/?p=722

Tabla de contenido de Microcinta: Parche Circular

  1. Microcinta Parche Circular: Introducción
  2. Microcinta Parche Circular: Análisis
  3. Microcinta Parche Circular: Diseño
  4. Microcinta Parche Circular: Ejemplo de Diseño

Luego de la revisión de los conceptos básicos en los post anteriores pertenecientes a esta serie ,respecto a las antenas microcinta de parche circular, se culminará exponiendo un ejemplo de diseño en base a los pasos establecidos en el post teórico sobre diseño. El problema es el siguiente:

Diseñe una antena microcinta circular usando con dieléctrico constante de 2.2, h=0.1588 cm. y una frecuencia de resonancia de 10 Ghz.

SOLUCIÓN:

Usando la Ecuación 6:

F = \dfrac{8.791 \times 10^{9} }{10 \ast 10^{9} \sqrt{2.2}} = 0.593

A continuación, usando la Ecuación 5:

a = \dfrac{F}{\left\lbrace 1 + \dfrac{2 h}{\pi \epsilon_{r} F} \left[ \ln \left( \dfrac{\pi F}{2 h} \right)+ 1,7726 \right] \right\rbrace ^{\frac{1}{2}}} = 0.525 cm

Al igual que en el parche rectangular, es necesario calcular las dimensiones del plano de tierra, para concluir el diseño. Por lo tanto, de igual manera consideramos que el plano tierra es seis veces más grande que las dimensiones del parche. Para el ejemplo, las dimensión será entonces:

A_{g} \approx 6 h + a \approx 6 \left( 0.1588\right) + 0.525 \approx 1.14778 cm

Anterior de la serie

Post Relacionados

]]> http://antenared.com/2009/03/microcinta-parche-circular-ejemplo-de-diseno/feed/ 1