Antennas MW
(Microwave Antennas)
Capítulo 6
Ing. Marcial López Tafur
mlopez@uni.edu.pe
Onda Electromagnética
UNI - FIEE
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Definiendo la Polarización
• La polarización de una onda plana uniforme se
refiere a las variaciones en el tiempo del vector
Campo Eléctrico (E) en algunos puntos fijos del
espacio.
• Una onda plana uniforme viajando en la dirección z
tendrá vectores E y H enel plano x-y.
• Sí Ey = 0 y Ex esta presente, la onda esta horizontalmente polarizada (y vertical para Ey presente y Ex=0)
• Sí ambas Ey and Ex están presentes, el campo eléctrico resultante tendrá una dirección y magnitud
dependiente de la magnitud y fase de Ey y Ex
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Polarización de la Onda EM
Campo E
Área pequeña de una esfera
Líneas H
Campo H
Líneas E
UNI - FIEE
Direcciónde
Propagación
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Regiones de las ANTENAS
•
REGIONES DE LA ANTENA
Región 2
R2=2D2/l
•
•
•
R1=(0.6D3/l)1/2
Región 1
D = La mayor
dimensión del
radiador
Region
1
Región 3
Región 1 es la región reactiva campo cercano. Región por 0
Fresnel, definido por R1
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Antenas para usos en
Microondas
•
•
•
•
•
•
•
Sus características generales incluyen
Ganancia, Patrón de radiación.
Rechazo a la interferencia,
Altura sobre el nivel del suelo,
Carga en la torre
Su alimentador asociado
Los protectores (radomes).
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Parámetros Físicos de Antena
•
•
•
•
•
•
Tamaño (Diámetro)
Peso
Materiales con los que estáconstruido
Sobrevivencia / Carga al viento
Torcedura & Oscilación (Twist & Sway)
Montaje
UNI - FIEE
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Parámetros Eléctricos de Antena
•
•
•
•
Ganancia (dBi)
Ancho de Haz (rad o grados)
Patrón de Radiación
Discriminación de Polarización Cruzada
(XPD - dB)
• Relación Front to Back (F/B)
• Voltage Standing Wave Ratio (VSWR)
• Pérdida de Retorno (RL - dB)
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Diagrama
CartesianoDiagrama
Polar
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Patrón de radiación Polar
•
HALF-POWER BEAM WIDTH (HPBW): Ancho de Haz de Media Potencia
1.0
1.0
HPBW
0.707
0.707
HPBW
0.5
Patrón de Campo de una Antena
UNI - FIEE
0.5
Patrón de Potencia de Antena
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• Note que para el patrón de “campo” de la
antena, el ancho de haz de media potencia
es el ángulo de radiación que cubre de
0.707Emax a 1.0 Emax, mientras que elpatrón de potencia, el HPBW sólo cubre 0.5
Umax a 1.0 Umax.
• Los patrones de radiación de las antenas
son usualmente medidos en el campo
lejano, tal que el HPBW y las otras
características de los patrones no varíen
con la distancia al radiador.
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ancho de
haz a 3 dB
Ganancia
en (dB)
0
-3
-10
3 dB abajo del
valor pico
-20
Lóbulo Principal
Lóbulos laterales
-30
-40
Ploteorectangular (o cartesiano) del ángulo fuera del eje
de la antena
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θ
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Patrón de Radiación de Antena
Haz Principal
3dB
HPBW
1er Lóbulo lateral
Ganancia
F/B
Lóbulo
posterior
Isotropic Level
-180
0
+180
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Lóbulo
Principal
Ejemplo Sistema
de Up Link
Satelital
Segundo lóbulo
lateral
Tercer lóbulo
lateral
Primer lóbulo
lateral
dirección del
eje de la
antena
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Expresiones de Ganancia de Antena
Ganancia de antena con referencia a una
dBi antena isotrópica (ganancia unitaria) –
Ingenieros de Microondas
dBd
Ganancia de antena con referencia a un
dipolo (2.2 dBi) - Ingenieros de Móviles (Celulares o
Wireless)
Como un ejemplo, una antena parabólica de 0.6 m (plato)
operando a 18 GHz tiene una ganancia nominal de 38 dBi
Doblando el diámetro (1.2)añade 6 dB ( p.e. 44 dBi)
Una antena parabólica de 3.0 m (plato) operando a 1.8
GHz tiene una ganancia nominal de 32 dBi
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Relación entre dBi y dBd
dBi = dBd + 2.14 dB
UNI - FIEE
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• Las antenas Parabólicas son la forma más
común de antenas directivas en
comunicaciones por microondas
• La directividad de una antena parabólica
está dada por:
directividad = D = 4πA/λ2 =...
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