Universidad Politécnica Salesiana
Laboratorio de Antenas y Propagación
Arreglo de Antenas. Mariela Jimbo J, Mateo Rengel R. Universidad Politécnica Salesiana Escuela de Ingeniería Electrónica Cuenca - Ecuador
[email protected] [email protected] Práctica 7.
OBJECTIVES.
Demonstrate that a combination of antennae made of smaller antennas, allows a directional radiation. I.
FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA
B) Arreglo End-Fire. End-Fire.
Este arreglo se conoce también como arreglo axial, y su principal característica es que la distancia de separación entre las antenas es de ¼ de la longitud de onda, así: y el desfase entre las corrientes es .
A) Arreglo de Antenas.
Para diseñar antenas con patrón directivo determinado es necesario aumentar el tamaño eléctrico de la antena o la formación de una nueva configuración de múltiples elementos de características idénticas separadas por una distancia fija conocida conocida como arreglo. El campo total del arreglo está determinado por la suma vectorial de los campos radiados de los elementos individuales.
Figura 1. Arreglo de Antenas end-fire.
Es similar al arreglo Broadside excepto en que los dipolos son alimentados 180° fuera de fase.
Se consideran cinco parámetros de control que se utiliza para dar forma al patrón de radiación global del arreglo de antenas:
Configuración geométrica, lineal, circular o plana. Distancia de separación entre los elementos. Amplitud de excitación de cada elemento. Fase de excitación de cada elemento. Patrón relativo de cada elemento.
Los parámetros de un arreglo de antenas son:
Patrón de radiación. Factor de arreglo. Ancho de haz. La directividad. Red de lóbulos.
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Figura 2. Diagrama de de Radiación de un arreglo arreglo End-Fire de 8 elementos.
En un arreglo de antenas end-fire el diagrama de radiación se presenta a lo largo del eje principal de la antena. Es importante notar que el máximo principal en este arreglo ocurre para un ángulo . Página 1
Universidad Politécnica Salesiana II. MATERIALES Y EQUIPAMENTO.
Generador RF. Alimentador. 2 varillas de ¼ de longitud de onda. 2 varillas comunes. 2 varillas tipo T. 4 varillas angulares. III.
Laboratorio de Antenas y Propagación Inicialmente al verificar el patrón de radiación pudimos observar que existe poca radiación pero cerca de las barras horizontales, esto es debido a que las corrientes en las varillas horizontales se anulan entre sí, por eso no radia en forma horizontal. En forma vertical si existe radiación, por lo tanto este arreglo solo presenta polarización vertical.
PROCEDIMIENTO.
Para el desarrollo de ésta práctica continuaremos los siguientes puntos: 1.
2.
3.
Verificar el patrón de radiación del arreglo de antenas. Observar que sucede con la polarización horizontal y vertical, explicar lo sucedido. Modificar el arreglo de antenas para obtener un arreglo end-fire, y determinar lo sucedido con el patrón de radiación, y con la polarización horizontal y vertical.
¿Cuál es la ventaja de usar una antena direccional? IV.
RESULTADOS.
El arreglo de antenas es el presentado en la figura 3, para el cual aplicamos una potencia incidente de 3,4W y una potencia reflejada de 0,5W.
Figura 4. Diagrama de radiación.
Existe un punto ciego en el patrón de radiación el mismo que se da de cara a las varillas que se encuentran en los extremos de las varillas horizontales, las cuales están hacia arriba y hacia abajo, aquí no existe radiación ya que los campos se anulan. Se puede observar que obtengo un alcance de 4m y esta es una manera de direccionar la antena según mis requerimientos. A continuación modifico el arreglo actual por el que se presenta en la figura 5, y realizamos el análisis mencionado. Para este arreglo aplicamos una potencia incidente de 3W y una potencia reflejada de 0,5W.
Figura 3. Arreglo de antenas (prueba 1). Figura 5. Arreglo de antenas end-fire (prueba 2).
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Universidad Politécnica Salesiana Al verificar el patrón de radiación pudimos observar que este ha cambiado de dirección, debido a que ahora los campos radiados por la varillas de los extremos son el resultado de la suman de los campos de la varilla direccionada hacia abajo y la varilla direccionada hacia arriba.
Laboratorio de Antenas y Propagación VI. BIBLIOGRAFÍA. [1] http://www.scribd.com/doc/51602948/35/Arreglos-dedipolos-verticales [2] http://dspace.ups.edu.ec/bitstream/123456789/15/9/Capitulo 2.pdf [3] http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lem/sanch ez_i_d/capitulo3.pdf [4] http://www.scribd.com/doc/51602948/40/Arreglo-End-Fire [5] http://www.scribd.com/doc/48140593/Familia-de-Antenas [6] http://aniak.uni.edu.pe/CH%2001%20Intro%20Antennas%2 0UNI%202010-2.pdf
Figura 5. Diagrama de Radiación.
Podemos observar que se logra directividad con el uso de un arreglo de antenas y esta es una gran ventaja porque me ajusto de una manera mejor a mis necesidades. V. CONCLUSIONES. Mediante la implementación de arreglos de antenas y gracias a la facilidad de la realización, se puede aprovechar de mejor manera los recursos, ya que podemos direccionar el patrón de radiación según nuestra conveniencia, esto nos significa un gran ahorro ya que no tendríamos que aumentar el tamaño eléctrico de la antena, para poder lograr lo requerido. Además que con el arreglo de antenas podemos lograr distancias mayores de alcance, las cuales se logran direccionando la potencia cabe recalcar que la potencia no se crea (más o menos) solo se la direcciona, aprovechando este recurso muy sencillo.
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