Extreme

Análisis, Diseño, Construcción y Medición de Antenas Helicoidales para 2.4 GHz
sobre Aeroplataforma de Comunicaciones Globo-Antena (HAPS).
Hugo Durney W.
1
Jean-Yves Gautier C.
2
Fernando Ulloa V.
1
1
Universidad Tecnológica Metropolitana, Departamento de Electricidad.
Av.José Pedro Alessandri 1242, Edif. Fac. de Ingeniería of. Nº19, Santiago, Chile.
Fono : 56-2-7877071 ; Fax:56-2-7877119; E-mail: hdurney@utem.cl ; cesar.castro.g@gmail.com
2
Centro de Estudios Espaciales (CEE), Universidad de Chile
Tupper 2007, 6° piso, Edif. Ingeniería Eléctrica
Fono : 6981702, E-mail : jyves@ing.uchile.cl
Resumen
El presente artículo resume aspectos relevantes del diseño e
implementación de antenas helicoidales para la banda de 2.4 GHz y
los enlaces inalámbricos definidos para elmodelo de cobertura del
proyecto HAPS . Se presentan y aplican los elementos teóricos para
1
el diseño de las antenas y se contrastan los resultados obtenidos a
través de modelos de simulación numérica con aquellos obtenidos
experimentalmente a través de los procedimientos de medición y
calibración aplicados en este desarrollo.
Abstract
This paper summarizes some remarkable aspects regardingthe
design and implementation of Helical antennas developed in order
to fulfill the HAPS Project coverage requirements in the 2.4 GHz
1
ISM band. The basic theoretical topics for the antenna design are
provided as well as numerical modeling applications. Finally, the
simulation results are contrasted to those corresponding to the
calibration and measurement procedures experimentallycarried out.
1.- Introducción
La presente comunicación se enmarca dentro de las actividades
llevadas a cabo para
el proyecto FONDEF D03i-1034
“Aeroplataforma Globo-Antena, como base de un sistema de
radiocomunicación digital para
redes
inalámbricas
IP”. Este
proyecto a su vez se sitúa en la temática de investigación y
desarrollo de plataformas
de gran altitud (HAPS)
pararadiocomunicaciones, las que actualmente reciben una especial
atención a nivel internacional, existiendo de hecho diversos
proyectos comerciales para el desarrollo de prototipos de alta
calidad que van desde aviones robot telecomandados hasta
aeronaves LTA (lighter than air) de grandes dimensiones, fabricadas
con materiales que permiten su operación incluso en alturas
estratosféricas (>20 Km). Entre losrequerimientos planteados para
la construcción y puesta en marcha de un prototipo LAPS (Low
Altitude Platform) se busca desarrollar e integrar un modelo de
antena común para el funcionamiento de radioenlaces en la banda de
2.4 GHz asignada para las aplicaciones tipo Wi-Fi bajo las normas
802.11b/g.. Frente a las características del problema planteado se
justifica la elección del tipo de antena,lo cual es detallado más
adelante en la sección 2, donde se consideran factores críticos de
operación radioeléctrica así como factores mecánicos propios de la
aeronavegación.
1
Proyecto FONDEF D03i-1034 “Aeroplataforma Globo-Antena, como base
de un sistema de radiocomunicación digital para redes inalámbricas IP.”
1.
1
Modelo general del sistema proyectado
El modelo general del sistema yescenario de cobertura en que estas
antenas habrían de cumplir su rol se muestra en la figura 1, donde se
establecen las condiciones generales del esquema
de
radiocomunicación que el proyecto pretende implementar. Se
aprecian 3 zonas de cobertura para acceso de usuarios dispuestas
como celdas en 120° y limitadas cada una de ellas por un nivel
típico de sensibilidad establecido como -80dBm(10 pW) para las
interfaces inalámbricas más comunes de tipo 802.11b que se supone
tendrán los usuarios en tierra. En este modelo de aplicación, la
aeronave cuenta con un compartimiento de carga especialmente
diseñado para llevar los equipos de radiotransmisión capaces de
establecer la cobertura y enlace de las tres zonas de usuarios. Así el
enlace principal, que consiste en un enlace...