Antenas

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AGRUPACIONES DE ANTENAS. TEORÍA Y MÉTODOS DE SÍNTESIS.

Se define una agrupación como un conjunto de N antenas iguales que radian o reciben simultáneamente. El diagrama de radiación del conjunto se obtiene como la interferencia de los campos radiados por cada una de las antenas, mientras que en recepción la señal recibida es una combinación lineal de las señales que capta cada antena. Porreciprocidad, si los pesos y desfases de la combinación lineal en recepción son iguales a los de la alimentación en transmisión, los diagramas de radiación en recepción y transmisión son iguales (teorema de reciprocidad [Collin,1985]).
Las agrupaciones de antenas proporcionan ciertas características de radiación deseadas, para lo cual, se sitúan formando diversas configuraciones (lineal, triángulo,círculo...) y se alimentan con amplitudes y fases convenientemente escogidas.
Los elementos radiadores se escogen iguales, por comodidad de diseño y fabricación.

CAMPOS RADIADOS POR AGRUPACIONES:
En una agrupación de antenas el campo total es el resultado de la suma vectorial de los campos de cada elemento de la agrupación. Puesto que en muchas ocasiones se pretende conseguir una altadirectividad es necesario que los campos interfieran constructivamente en la dirección de interés y destructivamente en el resto del espacio.
Los parámetros que permiten controlar el diagrama de radiación del sistema son los siguientes:
El número de elementos que componen la agrupación.
La configuración geométrica de los elementos que conforman el sistema. Es decir, la disposición en que estáncolocados (lineal, triangular...) y la separación entre los elementos.
El diagrama de radiación de cada elemento, diferente según el tipo de antena: dipolo, yagi, apertura...
La alimentación de cada elemento: la distribución de amplitudes y fases.

SINTESIS DE AGRUPACIONES:

La flexibilidad de las agrupaciones para proporcionar diagramas de radiación muy variados puede aprovecharse parasintetizar un diagrama de radiación que cumpla unas determinadas características. Para ello deben determinarse las amplitudes y fases con las que se alimentarán a los elementos de la agrupación de forma que la interferencia de los campos radiados se aproxime al diagrama deseado.
La sistematización de los procedimientos de síntesis de agrupaciones ha llevado al desarrollo de multitud de métodos.Vamos a describir brevemente alguno de ellos (más información [Cardama, 1998]):

Método de Schelkunoff: Parte de la especificación de la dirección de los ceros en el plano Z o los nulos en el espacio real.

Métodos de modelado del haz (beam-shaping), en los que se especifica la forma del diagrama en el espacio real. Suelen utilizarse dos métodos:

o Síntesis de Fourier, que permiteobtener el diagrama de error cuadrático medio mínimo respecto a las especificaciones. Se aplica cuando se conoce una expresión matemática del factor de la agrupación deseado.

o Síntesis de Woodward, que permite obtener un diagrama que coincide con las especificaciones en un número finito de puntos. Es útil cuando el diagrama especificado no puede expresarse matemáticamente, pero sí puedemuestrearse.
Para diagramas de haz principal estrecho y bajos lóbulos secundarios, suelen especificarse el nivel de lóbulo principal a secundario y el
número de elementos de la agrupación. Para realizar el diseño existen varios métodos:

o Síntesis de Chebychev, que obtiene el diagrama con mínimo ancho de haz principal para el nivel de lóbulo principal a secundario especificado.

o Síntesis deTaylor, basada en los mismos principios que la de Chebychev pero con menor radiación en direcciones alejadas del haz principal a costa de empeorar ligeramente el ancho de haz y la directividad. Por sus ventajosas características, es muy utilizada en la práctica
Agrupaciones superdirectivas: Existen una serie de métodos para sintetizar agrupaciones con una directividad en teoría tan elevada como...
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