Antenas patch

PARCHES APILADOS ASIMÉTRICOS Eva Rajo Iglesias Departamento de Tecnologías de las Comunicaciones Universidad Carlos III de Madrid eva@tsc.uc3m.es Carlos Martín Pascual Consejo Superior de Investigaciones CientíficasDpto. Tecnologías de las Comunicaciones Universidad Carlos III de Madrid cmartinp@tsc.uc3m.es
experiencia para el caso de un parche circular de radio 30mm obteniendo los mismosresultados. Solamente se presentarán aquí resultados experimentales, no los de las simulaciones previas. 2. INFLUENCIA EN EL ANCHO DE BANDA En primer lugar es necesario definir el signo de los desplazamientos. En principio sólo se considerarán los desplazamientos a lo largo del lado resonante de la antena (es decir plano E) pues es de esperar que en el plano ortogonal (H) no tendrán ningún efecto. Conrespecto al signo, se considerarán positivos aquellos desplazamientos en los que el centro del parche superior se 'aleja' del punto de alimentación y negativos los contrarios. En las figura 2 se muestra un ejemplo de los resultados experimentales de la medida del coeficiente de reflexión a la entrada de la antena para distintos desplazamientos positivos del parche superior en el caso de un parchecuadrado. La figura 3 muestra estos mismos resultados representados en el diagrama de Smith.
s11(dB)

RESUMEN Se presenta un nuevo tipo de estructuras de parches apilados en las cuales se desplaza el parche superior con respecto al inferior, consiguiendo así importantes efectos en el ancho de banda. También se han realizado las medidas de los diagramas de radiación comprobando los efectos deestos desplazamientos en el apuntamiento del haz principal. 1. INTRODUCCIÓN

Las antenas de parches son unas de las estructuras radiantes actuales más versátiles debido a que sus grados de libertad permiten adaptar la antena a la aplicación deseada[1]. Una de sus supuestas desventajas es su estrecho ancho de banda pero actualmente existen numerosos métodos para solventar este inconveniente de talforma que ya no se puede decir que estas antenas tengan un ancho de banda estrecho. Entre estos métodos están las estructuras multicapa, alimentaciones con acoplos o rendijas [2], y diversas técnicas de adaptación mediante elementos a veces externos. Una técnica habitual para ensanchamiento de banda consiste en añadir a la antena parche un elemento parásito colocado en una capa superior formandolos conocidos parches apilados. En estas antenas, el tamaño del parche superior no puede ser cualquiera [3] y su posición, tampoco[4].

0

-10

d = 2 mm

-20

d = 4 mm

d = 6 mm

-30
d = 8 mm

-40 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2 2.1 Frequency (GHz) 2.2 2.3 2.4 2.5

Figura 2. Coeficiente de reflexión experimental del parche en función del desplazamiento del parche superior. Figura 1. Tipo deestructura analizada. Características del sustrato:εr=3, h=6mm.Tamaño del plano de masa: 260x260mm. El tipo de estructura analizada en este estudio y cuyos parámetros aparecen en la figura 1 es un caso genérico: parche apilado con idéntico tamaño en los dos radiadores que lo componen, alimentado por sonda coaxial y con capas de sustrato de idéntico material y espesor. Se ha comenzado el estudiopara el caso de un parche cuadrado de 40mm y posteriormente se ha repetido la En la figura 4 se presenta un ejemplo de medidas de coeficiente de reflexión para el caso de desplazamientos negativos y con parches circulares. En los dos ejemplos presentados se puede observar claramente como las dos frecuencias de resonancia del parche se mueven y tienden a alejarse una de otra, tanto paradesplazamientos positivos como negativos, consiguiendo por tanto un posible ensanchamiento de la banda. También hay que destacar el

1

URSI 2001

aumento del nivel de desadaptación entre estas dos frecuencias debido entre otras causas a que la posición de la alimentación no se ha modificado para los distintos desplazamientos. En cualquier caso, esto posibilitaría el uso de estas antenas como antenas...