estudiante

Antenas y Circuitos de
Alta Frecuencia
Segunda parte, Tema VI
Master en Ingeniería Informática y de Telecomunicación,
2o cuatrimestre (6 créditos ECTS)
Profesores: Jorge A. Ruiz Cruz (jorge.ruizcruz@uam.es
Jose Luis Masa Campos (joseluis.masa@uam.es)
Grupo colaborador: Grupo de Radiación. Dpto. SSR.UPM

Dpto. de Ingeniería Informática
Escuela Politécnica Superior
Universidad Autónomade Madrid

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Segunda parte de ACAF:
Antenas
I. Principios básicos de una antena
II. Antenas lineales
III. Antenas impresas
IV. Antenas banda ancha, multibanda e independientes de la frecuencia
V. Agrupación de antenas. Arrays
VI. Antenas de apertura. Bocinas
VII. Reflectores
Antenas y Circuitos de Alta Frecuencia. www.eps.uam.es/~acaf
Master en Ingeniería Informática yTelecomunicaciones
Escuela Politécnica Superior. Universidad Autónoma de Madrid
José Luis Masa Campos. joseluis.masa@uam.es
ACAF (2007 – 2008)

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V. Agrupación de antenas. Arrays
1.
2.
3.

4.

5.
6.

Concepto de antena de apertura.
Principio de equivalencia.
Apertura plana.
a. Campos radiados
b. Directividad
c. Eficiencia
Antenas de bocina rectangulares
a. Concepto
b. Bocinasectorial plano H
c. Bocina sectorial plano E
d. Bocina piramidal
e. Bocina piramidal corrugada
Antenas de bocina cónicas
a. De pared lisa
b. Corrugadas
Centro de fase de bocinas

ACAF (2007 – 2008)

Antenas y Circuitos de Alta Frecuencia. Parte II.

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1.- Concepto de antena de apertura
• Tipo de antenas en las que la radiación sale a través de una embocadura.
Dentro de este tipo deantenas se incluyen:
• Apertura delimitada por paredes metálicas conductoras
• Ranuras
• Bocinas

• Apertura definida como porción de la superficie frontal plana en la que
los campos de la onda colimada por aquella toma valores significativos
• Reflectores
• Lentes

ACAF (2007 – 2008)

6. Aperturas y bocinas.

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2.- Principio de equivalencia
•

Apertura
en el
Plano XYPRINCIPIO DE HUYGENS

ˆ ˆ
n=z
r
Ha
r
Ea

ˆ ˆ
n=z
r
r
ˆ ´H a
J s= n



r
r
ˆ
M s= - n ´ E a

s =¥
•

Cada punto de un frente de ondas actúa como
una fuente de generación de ondas esféricas; la
suma de dichas fuentes genera la radiación en
campo lejano

ACAF (2007 – 2008)

•

Para calcular la radiación de los campos de la
apertura Ea y Ha en z≥0, por las corrientessuperficiales eléctricas y magnéticas Js y Ms (fuentes
secundarias) calculadas sobre la apertura, con un
plano metálica perfecto detrás. Se aplicará teoría de
las imágenes

6. Aperturas y bocinas.

5

3.- Apertura plana. Campos radiados
•

Campos en la apertura

r
ˆ
ˆ
E a = E ax x ' , y ' x + E ay x ' , y ' y

(

)

(

)

, con,

r
ˆ
ˆ
r ' = x ' × x + y ' × y = vectorde posición de cada punto de

la apertura
•
La integración del campo sobre la superficie que define la apertura, permite obtener el campo
radiado por ésta:

(

)

P x = òò E ax x , y × e
Sa

'

'

j

(

2p
ux ' + vy '
l

)

'

d x dy

Sa

Integración de Eax a lo largo de la superficie de la
apertura Sa

'

)

j

(

2p
ux ' + vy '
l

)

d x ' dy 'Integración de Eay a lo largo de las superficie de la
apertura Sa

ˆ
ˆ
ˆ
ˆ
r = (sen q × cos f × x + sen q × sen f × y + cos q × z )
r
ˆ
ˆ
r ' = x' × x + y' × y
r
ˆ 2 p (ux ' + vy ' )
kr 'r =
l

•

(

P y = òò E ay x , y × e

'

'

u = sen q × cos f
v = sen q × sen f

Campo radiado por la apertura en z≥0

e - jkr
(P x cos f + P y sen f )
E q (r , q , f ) = jk2p r
e - jkr
E f (r , q , f ) = - jk
cos q (P x sen f - P y cos f )
2p r
ACAF (2007 – 2008)

6. Aperturas y bocinas.

6

3.- Apertura plana. Directividad
• En aperturas bien enfocadas ( campos en fase en la apertura, máximo de radiación
en q=0º):
Sa

P y (q = 0 ) = òò E ay
Sa

Así mismo,
á S (q = 0, f )ñ =

E q (r ,q = 0, f ) + E f (r ,q = 0, f )
2

2h

( )
(x , y )×...