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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA
DE LA FUERZA ARMADA BOLIVARIANA
NÚCLEO ARAGUA
SEDE MARACAY


COORDINACIÓN DE INGENIERÍA DE TELECOMUNICACIONES

ANTENAS
Diseño de una antena WIFI a partir de un arreglo de
4 elementos de Dipolos

Integrantes |
Belisario Frandimar | C.I:19.608.573 |
Bencomo Kerbim | C.I: 19.531.521 |
Páez Ginett | C.I: 19.833.495 |
Solis Aarón | C.I: 19.608.997 |
Sección | TED-804 |
Prof. Jhony Molleja |

Maracay 28 de Febrero del 2011
Cálculos previos para el diseño de la antena

Consideraciones de Diseño:
Para el diseño del arreglo solicitado, uno de los factores más determinantes viene dado por la frecuencia de operación,la cual es de 2450 MHz, lo cual implica que se está operando en la banda de frecuencia utilizado por la tecnología WIFI. Esto determina la longitud de onda de operación , la cual se obtiene mediante la siguiente expresión:

λ= cf= 3x1082450x106=12.5 cm

Así según este valor, los dipolos tienen la característica de poseer una longitud cada uno.

λ2= 12.5 cm2=6.25 cm.
Eldiseño se basó en el uso de un arreglo Broadside, lo cual implica que el ángulo de fase entre los dipolos = 0 y el ángulo de radiación es . Así también la distancia física entre cada dipolo “d” es igual a . En la siguiente figura se pueden observar las consideraciones mencionadas:

L= 18.75cm

1. Cálculos para un arreglo Broadside con dipolo

Campo Eléctrico

Ladistribución de corriente viene dada por:
Iz´= I0 cosK0 z´
Los limites de integración para la corriente en la ecuación del campo eléctrico son - λ4 ≤Z ≤ λ4
Entonces
E(r)= j K0 I0 Z04πre-jkor- λ4λ4cos(K0z´)ejK0z´ cosθ(ar cosθ- az)dz´
Sabiendo que:
az = arcosθ- aθsinθ
arcosθ- az= aθ sinθ

Sustituyendo

E(r)= j K0 I0 Z04πre-jkor(aθsinθ)- λ4λ4ejK0z´ +e-jK0z´2ejK0z´ cosθdz´Resolviendo las operaciones matemáticas necesarias, se llega al conocido campo eléctrico de dipolo

E(r)= j I0 Z02πre-jkor(aθsinθ) cosπ2 cosθsinθ2
E(r)= j I0 Z02πre-jkor cosπ2 cosθsinθaθ

Cálculo del Campo Magnético H

H= 1Z0arx E(r)
H= jIo2πre-jkor cosπ2 cosθsinθaφ


Cálculo del vector de poynting
12 Re E x H*
12 Io2 Zo 4π2 r2cosπ2 cosθsinθ2

Cálculo de la intensidad deRadiación

Ir= 12ReE x H*r2
Ir= r2Io2 Zo 8 π2 r2cosπ2 cosθsinθ2
Ir= Io2 Zo 8 π2cosπ2 cosθsinθ2

Cálculo de la Potencia de Radiación

Prp=02π0πIrsinθdθdφ
Prp=02π0πIo2 Zo 8 π2cosπ2 cosθsinθ2sinθdθdφ
La integral 02πdφ puede resolverse directamente, quedando
Prp=2π 0πIo2 Zo 8 π2cosπ2 cosθsinθ2sinθdθ
Prp=2π Io2 Zo 8 π20πcosπ2 cosθ2(sinθ)2sinθdθ
Prp=2π Io2 Zo 8 π20πcosπ2 cosθ2sinθdθPrp=2π Io2(377) 4π0πcosπ2 cosθ2sinθdθ
El resultado de la integral 0πcosπ2 cosθ2sinθdθ arrojado por la Texas TI-89 es
0πcosπ2 cosθ2sinθdθ=1.21
Prp=2π Io23774π1.21
Prp=36.565 I02

Cálculo de Resistencia de Radiación
Ra=2( Prp)Io2

Ra=2( 36.565 I02)Io2
Ra=73.13 Ω

Directividad

Dθ,φ= 4πIrPrp
Dθ,φ= 4πIo2 Zo 8 π2cosπ2 cosθsinθ236.565 I02
Dθ,φ= Io2 Zo 2π cosπ2 cosθsinθ236.565 I02Dθ,φ= Io2 Zo 2π 36.565 I021cosπ2 cosθsinθ2
Dθ,φ= Io2 Zo2π(36.565 I02)cosπ2 cosθsinθ2
Dθ,φ= Zo2π36.565 cosπ2 cosθsinθ2
Dθ,φ= 377229.745cosπ2 cosθsinθ2
Dθ,φ= 1.64cosπ2 cosθsinθ2

2. Factor de Arreglo

HACER!

a) Nulos

θn= cos-1± nN λd

θn= cos-1± n4 λλ2

θn= cos-1± n2

Evaluando:
n=0
θ0= cos-1± 02 =± 90°

n=1

θ1= cos-1± 12 =± 60°

n=2
θ2= cos-1± 22 =0°n=3
θ0= cos-1± 32 = ∄

Ahora con respecto al ancho de haz, se procede a los siguientes cálculos:

a) Primer nulo (FNBW)

b) Potencia Media (HPBW)

c) Primer Lóbulo Lateral (FSLBW)

3. Directividad del Arreglo

4. Longitud del Arreglo

5. Ancho de Haz

6. Potencia Radiada
Especificaciones técnicas del transmisor:
* Voltaje: 9V
* Im: 0.8A...