Panel De Dipolos Para Transmisión De Tv En Banda Uhf

ANTENAS

Panel de dipolos para transmisión de TV en banda UHF. (Canal 21 al 69)

Javier García Calzada 46832847-V

Panel de dipolos para transmisión de TV en banda UHF

Fase 1. Especificaciones……………………………………………………………3

Fase 2. Análisis teórico……………………………………………………………..4 2.1. Definición de variables…………………………………………………...4 2.2. Diagramas de radiación………………………………………………….4 2.3. Impedanciasmutuas e impedancia de entrada..................................6 2.4. Directividad………………………………………………………………10 2.5. Barrido en frecuencia…………………………………………………...11 2.5.1. Diagrama de radiación………………………………………..11 2.5.2. Impedancia de entrada……………………………………….14 2.5.3. Directividad…………………………………………………….16 2.6. Diseño de la red corporativa para la alimentación de los dipolos….16

Fase 3. Análisiselectromagnético………………………………………………18 3.1. Panel de dipolos cilíndricos………………………………………….18 3.2. Panel de dipolos cónicos……………………………………………..23 3.3. Panel de dipolos circulares…………………………………………..28

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FASE 1. ESPECIFICACIONES.
La antena estará formada por 4 dipolos de longitud próxima a λ/2 para quela impedancia de entrada de los dipolos sea real, y un panel conductor. Las especificaciones que debe cumplir la antena es la siguiente.

Banda Canales Ancho de banda Ganancia máxima Relación delante atrás Perdidas de retorno Ancho de haz (-3dB)

UHF E21-E69 470 – 862(MHz) 14 dB 20 dB -14dB +/-24

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FASE 2. ANALISIS TEORICO
2.1. Definición de variables
λ :=
c

666⋅10
0.5⋅λ

6 1
⋅ s

k :=

2 ⋅π λ

Frecuencia de diseño

L :=

a :=

0.15λ ⋅ 2

Dimensiones de los dipolos

p :=

0.6⋅λ

h :=

0.25λ ⋅

Desplazamientos sobre el eje X e Y respectivamente

2.2. Diagramas de radiación
k ⋅L ⋅cos( θ)  120⋅π ⋅ cos    2    Ed( θ, φ) := j ⋅ 2 ⋅π ⋅sin(θ) − cos

 k ⋅L     2 

Campo del dipolo orientado según el eje z

Edn( θ, φ) :=

 cos k ⋅L ⋅cos( θ)  − cos k ⋅L        2     2  sin( θ)

Campo del dipolo orientado según el eje z normalizado

Factor Array y Factor array normalizado:
FA ( θ, φ) := exp j ⋅k ⋅

   −j ⋅k ⋅ p ⋅sin( θ) ⋅cos( φ)  ⋅exp( j ⋅k ⋅h ⋅sin( θ) ⋅sin( φ) ) ... + exp  2    3p⋅sin( θ) ⋅cos( φ)  ⋅exp( j ⋅k ⋅h ⋅sin( θ) ⋅sin( φ) ) ... + exp j ⋅k ⋅  2   3p + exp −j ⋅k ⋅ ⋅sin( θ) ⋅cos( φ)  ⋅exp( j ⋅k ⋅h ⋅sin( θ) ⋅sin( φ) ) ...   2    j ⋅k ⋅ p ⋅sin( θ) ⋅cos( φ)  ⋅exp( −j ⋅k ⋅h ⋅sin( θ) ⋅sin( φ) ) ... + ( −1)exp   2  p  + ( −1)exp −j ⋅k ⋅ ⋅sin( θ) ⋅cos( φ)  ⋅exp( −j ⋅k ⋅h ⋅sin( θ) ⋅sin( φ) ) ...  2   3p  + ( −1)exp j ⋅k ⋅ ⋅sin( θ) ⋅cos( φ)  ⋅exp( −j ⋅k ⋅h⋅sin( θ) ⋅sin( φ) ) ...  2   3p   + ( −1)exp −j ⋅k ⋅ ⋅sin( θ) ⋅cos( φ)  ⋅exp( −j ⋅k ⋅h ⋅sin( θ) ⋅sin( φ) ) 2  
p

 

2

⋅sin( θ) ⋅cos( φ)  ⋅exp( j ⋅k ⋅h ⋅sin( θ) ⋅sin( φ) ) ...

FAn( θ, φ) :=

1 ⋅FA ( θ, φ) 8

Nota: La validez de esta expresión es para y>0, puesto que incluye tanto los cuatro dipolos reales y sus respectivas imágenes

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Plano eléctrico: ZY
φ := 90⋅deg θ := 0 ⋅deg , 1 ⋅deg .. 180⋅deg

Diagrama de radiacion Plano E
0
− 10 − 20 − 30 − 40 − 50

20 ⋅log ( Edn( θ , φ ) ⋅FAn ( θ , φ ) )

0

20

40

60

80 100 120 140 160 180 θ
deg

Plano magnético: XY
θ := 90⋅deg φ := 0 ⋅deg , 1 ⋅deg .. 180⋅deg

Diagrama de radiacion Plano H
0− 10 − 20 − 30 − 40 − 50

20 ⋅log ( Edn( θ , φ ) ⋅FAn ( θ , φ ) )

0

20

40

60

80 100 120 140 160 180 φ
deg

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2.3. Impedancias mutuas e impedancia de entrada
La impedancia que ve el transmisor viene dada por la siguiente expresión, donde V1,V2,V3,V4 son la tensión...