Diseño Y Simulación De Antena Parche 2.5Ghz

Deivis Alexander Rosero Yela, Victor Manuel Rosero Angulo.
Ingeniería Electrónica

Diseño y Simulación de un Filtro DBR y una Antena parche de 2.45 GHz
Resumen—Este documento presenta el diseño y la simulación de un filtro DBR microondas de segundo orden y una antena basada en un arreglo de parches, ambos con una frecuencia central de 2.45 GHz y sustentados en tecnología microcinta.Inicialmente se aborda el planteamiento teórico de cada uno, posteriormente se realiza los cálculos correspondientes basados en fórmulas específicas para las medidas, se optimiza estas medidas usando el simulador Ansoft HFSS y finalmente se muestran los resultados de cada uno y del acople filtro-antena.

Índice de Términos—Tecnología microcinta; filtro DBR; Antena Parche; microondas.
INTRODUCCIÓNLa tecnología de microcinta ha tenido un gran auge en los últimos años y ha sido un gran campo de investigación, especialmente en el diseño de antenas y en la elaboración de resonadores de comportamiento dual; cada uno de estos brinda un gran aporte en la expansión de los sistemas de comunicación. Por ejemplo, los filtros DBR permiten especificaciones rigurosas sobre el rechazo de la banda defrecuencias de transmisión. Por su parte el diseño de antenas tipo parche tiene grandes ventajas tales como: fácil fabricación y adaptación a circuitos integrados de microondas, la posibilidad de ajustarlas a superficies planas y no planas, versatilidad en términos de impedancia y frecuencia de resonancia [1].
La teoría de filtros microondas y su práctica comenzaron años después de la segunda guerramundial con pioneros como Darlington,Fano, Lawson, Mason y Richards. Uno de los principales trabajos sobre filtros y acopladores de la época fue el realizado por G. Mathei, L. Young, E. Jones, S. Cohn, entre otros [2].
Este informe está organizado de la siguiente forma: en la parte II se explica el diseño teórico y los resultados del filtro DBR, en la parte III se explica el diseño teórico de laantena Parche y en la parte IV se presenta el resultado final del acople de la antena y el filtro DBR.

procedimiento para diseño del filtro
Estructura básica y marco teórico de un filtro DBR

Los filtros DBR son implementados mediante la combinación de resonadores de microcinta en circuito abierto y paralelos, que le permiten al diseñador controlar independientemente las respuestasdentro de la banda y fuera de la misma del filtro en cuestión.

Los DBR están conformados por dos líneas en derivación abiertas de un cuarto de onda de longitud (λn/4), en paralelo; donde cada uno de las dos proporciona un cero de transmisión dependiendo de su condición de resonancia fundamental. El orden del filtro está determinada por el número de resonadores, por lo que un filtro de orden n,tendrá: 2n resonadores en derivación, n polos en el ancho de banda de operación ceros de transmisión en la banda de atenuación menor y n ceros en la banda de atenuación mayor [3]. La figura 1, muestra el filtro DBR más sencillo.

Figura 1. Estructura física básica de un filtro DBR en microcinta

Esta estructura presenta dos elementos resonantes, cada uno con impedancias Z1 y Z2 y con unaimpedancia total de:

Z=Z1*Z2Z1+Z2 (1)

La anterior estructura tiene dos zeros de transmisión en las frecuencias donde Zs1=0 y Zs2=0, uno en la banda de atenuación menor y el otro en la banda de atenuación mayor y un polo en Zs1+Zs2=0, donde la impedancia total tiende a infinito y se presenta la frecuencia de resonancia; esun filtro de segundo orden, utiliza stubs en circuito abierto por su fácil implementación y la impedancia de cada stub puede calcularse con la ecuación 2.

Zsn=-jZltanπ.λr2.λ (2)

Donde: Zl es la impedancia característica de la línea, λ es la longitud de onda de la señal de entrada, λr es la longitud de onda en la frecuencia...