diseño y simulacion de antenas lineales utlizando el sowftware momentos

8/17/2019 Diseño y Simulacion de Antenas Lineales Utlizando El Sowftware Momentos

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DISEÑO Y SIMULACION DE ANTENAS LINEALES UTLIZANDO ELSOWFTWARE MOMENTOS

Presentado a:

HERNAN PAZ.

Presentado or:

CAMILO LE!UIZAMON.

DIE!O CUESTAS.

SE"ASTIAN RONCANCIO.

ESCUELA COLOM"IANA DE IN!ENIERIA #ULIO !ARA$ITO.

"O!OTA D.C.

%&'(.


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DISEÑO Y SIMULACION DE ANTENAS LINEALES UTLIZANDO ELSOWFTWARE MOMENTOS

O"#ETI$OS:

• Simular en el software MOMENTOS los patrones de radiación de antenas

lineales.• Identicar algunos tipos de antenas lineales.

• Demostrar l ecuación general de campo eléctrico en antenas lineales.

• Identicar las variales ! constantes "ue se deen tener en cuenta en el

dise#o óptimo de una antena lineal.

MATERIALES.

$omputador con software MOMENTOS.

PROCEDIMIENTO.

a) En el men% superior del software momentos& esco'a el tipo de antena autili(ar. )as antenas disponiles son* genéricas& !agis& arreglos o

alimentación de corriente+ seleccione para esta pr,ctica de simulación

antenas genéricas -dipolo& dipolo dolado ! antena !agi.

*) /ara el tipo de antenas genéricas dipolo sencillo& despliegue el scrolleditar ! modifi"ue progresivamente desde 0&1 2 la longitud de la antena.

Oserve los respectivos diagramas de radiación& corte ! pegue dic3os

gr,cos en el informe& ! sa"ue conclusiones sore ganancia&

directividad& anc3o de 3a(& impedancia de entrada& eciencia& anc3o de

anda& impedancia ! modicación del patrón de radiación de la antena

con respecto a 4r5-radio del conductor de la antena& longitud ! variación

de la altura sore el plano tierra.

+,&.'


3/43

+,&.%

+,&.(

+,&.-


4/43

+,&.

+,&./

+,&.0


5/43


6/43

+,'

63ora modicamos el radio.

780.01

780.09


7/43

780.1

6 continuación variamos la altura respecto al plano tierra.

:80.


8/43

:81.

:810.


9/43

Se dedu'o "ue a medida "ue se aumentaa el + la ganancia tamiénaumentaa& lo cual se puede oservar en las gr,cas otenidas& a diferencia

del anc3o de 3a( "ue este disminu;a a medida "ue se aumentaa el +&encuanto a la impedancia esta tamién aumenta tanto la parte real como la

parte imaginaria a medida "ue se varia & al modificar los radios se oserva+

"ue al variar r80.01 a r80.09 la impedancia no camia en lo asoluto nitampoco el anc3o de 3a( ni la ganancia& pero al poner un r80.1 todos los

valores camian la ganancia disminu!e ! el anc3o de 3a( aumenta& valores

"ue se ven re


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+,'

En las guras anteriores se modicó el a ra(ón de 0.9 con un dipolo dolado&+se oserva "ue en la gr,ca de diagrama de radiación aparecen dos gracassuperpuestas esto es deido a "ue se 3i(o la comparación con respecto al +anterior para oservar "ue suced;a m,s detalladamente con lo cual concluimos

"ue a medida "ue se variaa el diagrama de radiación comien(a a reducirse&+motivo por el cual se tomaron se tomaron = medidas una m;nima& una media !

una m,>ima& para oservar el camio& al igual " en el punto anterior la

ganancia aumenta& el anc3o de 3a( disminu!e & ! la impedancia comien(a en

un valor cercano aumenta en 80.9 a [email protected]'9?&?= ! termina en 0& lo "ue+"uiere decir "ue cuando 81 la impedancia es nula.+

63ora modicamos el radio.

780.01


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780.09

780.0B


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780.11

780.BB

En estas gracas se oserva "ue la impedancia no camia deido a "ue

tomamos un 81& si prestamos atención a la ganancia esta comien(a a+disminuir a medida "ue se aumenta el radio pero cuando tenemos un radio


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780.BB es decir apro>imadamente 1 la ganancia es mu! alta& ! el patrón de

radiación es totalmente diferente a los dem,s& deido a "ue algunos se

ensanc3an con respecto al anterior& pero con este radio grande el patrón es

totalmente distinto& ! el anc3o de 3a( aumenta tamién a medida "ue se varia

7.

Modicando la altura con respecto al plano tierra.

:80.

:81.

:810.


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$omo era de esperarse al modicar la altura no camia en asoluto el

diagrama de radiación& la ganancia& el anc3o de 3a(& etc.

d) Dise#e una antena Cagi con las siguientes especicaciones.

Numero de re


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Dipolo dolado

Se compararon las dos antenas dipolo ! dipolo dolado& ! se oseva en eldiagrama de radiación "ue la de dipolo dolado es un poco mas pe"ue#a "ue

la de dipolo.

4) $onstru!a una segunda antena Cagi con los siguientes elementos*

Numero de re


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5) Seleccione el men% comparar& para superponer el diagrama de radiaciónde la antena del paso e& con la anterior.

$omparación de dipolo.

$omparación dipolo dolado


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6) Incremente progresivamente el n%mero de directores en la antena !agi !realice una gr,ca cartesiana de ganancia de la antena con respecto al

n%mero de directores.

Numero de directores80.



18/43

Numero de directores8?.

Numero de directores8@.


19/43




20/43


Numero de directores81?.


21/43




22/43




23/43

Numero de directores8=@.



24/43


Fraca numero de directores vs. Fanancia


25/43

0 10 0 =0 ?0 90 @0

0

1000

000

=000

?000

9000

@000

G000

000

B000

10000

7) Seleccione una tercera antena !agi& con los siguientes elementos*

Numero de re


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Tipo de alimentador Dipolo sencillo ! dipolo doladoNumero de directores =Distancia entre directores 0&9

Dipolo.

Dipolo dolado

) Seleccione el men% comparar& para superponer el diagrama de radiaciónde la antena del paso '& con la anterior.

$omparación Dipolo.


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$omparación Dipolo dolado.

;) Incremente progresivamente el n%mero de re


28/43


29/43

Numero de re


30/43

Numero de re


31/43

Numero de re


32/43


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Ee;entos ars7tos: no se conectan a la l;nea de transmisión ! recien laenerg;a a través de la inducción mutua. Estos elementos se clasican en

recitación.Incrementan la intensidad del campo en su dirección ! reducen a la dirección

opuesta.

. Co;o 7nG?e e t7o de a7;entador en e d7a5ra;a de rad7a37n de?na Ya57.

Se nota un leve camio en el diagrama de radiación.

/. En e ?nto ;)< =Se ?ede 3on3?7r ?e entre ;s ee;entosreGe3tores 6aan en ?na antena Ya57< ;aor es a d7re3t77dad de a

;7s;a SJ< no =or?e

Si se puede concluir "ue mientras 3a!a m,s re


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0. En e ?nto 6)< =Se ?ede 3on3?7r ?e entre ;s ee;entosd7re3tores 6aan en ?na antena Ya57< ;aor es a d7re3t77dad de a;7s;a SJ< no =or?e

Si se puede concluir "ue mientras 3a!a m,s directores en una antena Cagi la

directividad es ma!or& !a "ue esto generara "ue 3a!a menos anc3o de 3a( !

por lo tanto su directividad aumenta.

1. C?es son os t7os de a73a37n de a antena Ya57.

Este tipo de antena se usa habitualmente en la bandas RF (radio-frecuencia), VHF y UHF en

aplicaciones de radiodifusión de televisión, estaciones de radioaficionados y radioenlaces punto a

punto.

9. Describa los criterios para diseñar una antena Yagi

Esta antena se compone de un dipolo plegado de λ/2, un reflector y 1 o más directores.

El dipolo está compuesto por 2 varillas de λ/4.

Reflector: El reflector es de 5% más largo que el dipolo, y se coloca a 0.2 λ del dipolo.

Director: Cada director es 5% más corto que el dipolo, separado 0.1 λ entre cada uno. Para mayorganancia, se puede separar los directores a 0.2 λ aunque esto hará que la antena sea más grande.

'&. S7 se 3a;*7a en ?na Ya57 ?n soo a7;entador or ar7os< 3o;o sedeno;7narJa esta n?ea antena.

6ntena )ogA/eriódica.

''. S7 en ?na antena Ya57 se a7;enta a d7oo a todos os d7re3tores3on a ;7s;a 4aseK =C;o se deno;7na esta n?ea antena =C?es

serJan s?s enta8as

'%. S7 en ?na antena Ya57 se a7;enta a d7oo a todos os d7re3tores3on des4ase de '1&K =C;o se deno;7na esta n?ea antena =C?esserJan s?s enta8as

6ntena )ogA/eriódica.


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)a antena logAperiódica se aseme'a a la Cagi en cuanto est, formada por

dipolos& pero la diferencia fundamental es "ue todos los dipolos se alimentan !

la fase de alimentación se invierte en cada paso.

Henta'as*

)a impedancia es una función periódica de la frecuencia de operación Jnidireccionalidad ! gran anc3o de anda

Fanancia inferior a una Cagi con el mismo n%mero de elementos

'(. S7 se ;od73an as on57t?des de os d7re3tores ro5res7a;enteen 4or;a 7nea< de r7;ero 6asta e t7;o. =C;o se a;a a n?eot7o de antena =C;o se a4e3tarJa e atrn de rad7a37n< a

d7re3t77dad a 7;edan37a de entrada de a antenaDIST6N$I6 0.9 cm


36/43

DIST6N$I6 1 cm

Patron de rad7a37on


37/43

DIST6N$I6 cm

Patron de rad7a37on


38/43

DIST6N$I6 ? cm

Patron de rad7a37on

DIST6N$I6 MJC F76NDE

Patron de rad7a37on


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Oservando los resultados de la simulación se ve el camio en el patrón de

radiación& a medida "ue la distancia se aumenta el patrón de radiación

disminu!e su ,rea ! empie(a a tomar una forma circular 3asta llegar a un

punto donde se vuelve constante.

De igual manera se nota "ue la impedancia de entrada de la antena aumenta

en relación a la distancia.

El anc3o de 3a( aumenta a medida "ue la distancia se incrementa esto

conlleva a "ue la directividad disminu!a. D8- 4 π /Ωa

'-. S7 se ;od73an as on57t?des de os d7re3tores ro5res7a;enteen 4or;a o5arJt;73a< de r7;ero 6asta e t7;o. =C;o se a;a an?eo t7o de antena =C;o se a4e3tarJa e atrn de rad7a37n< ad7re3t77dad a 7;edan37a de entrada de a antena


40/43

Distancia 0.= cm

DIST6N$I6 0.? cm


41/43

DIST6N$I6 0.@ cm


42/43

DISTANCIA &.0 3;

/or medio de la simulación se oserva "ue el patrón de radiación toma un

comportamiento de ampliación gradual& de ser una especie de 3o'a empie(a

a tomar forma de circulo esto "uiere decir "ue ocupa una ma!or ,rea -ma!or

patrón de radiación a medida de "ue la distancia aumenta.

)a impedancia de entrada de la antena aumenta a medida "ue la distancia seincrementa.

El anc3o de 3a( aumenta a medida "ue la distancia se incrementa esto

conlleva a "ue la directividad disminu!a. D8 - 4 π /Ωa


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"7*7o5ra4Ja

!?Jas ara ;ed737ones en 3o;?n73a37ones.• 3ttp*[email protected]$alesK0Le

sLantenasL!LcalesLguiaLv01.pdf • 3ttp*KKwww.virtual.unal.edu.coKcursosKsedesKmani(alesK?0?0090KDescarg

asKcapseisK!agiuda.pdf
http://www.it46.se/courses/wireless/materials/es/08_AntenasCables/08_es_antenas_y_cables_guia_v01.pdfhttp://www.it46.se/courses/wireless/materials/es/08_AntenasCables/08_es_antenas_y_cables_guia_v01.pdfhttp://www.virtual.unal.edu.co/cursos/sedes/manizales/4040050/Descargas/capseis/yagiuda.pdfhttp://www.virtual.unal.edu.co/cursos/sedes/manizales/4040050/Descargas/capseis/yagiuda.pdfhttp://www.virtual.unal.edu.co/cursos/sedes/manizales/4040050/Descargas/capseis/yagiuda.pdfhttp://www.virtual.unal.edu.co/cursos/sedes/manizales/4040050/Descargas/capseis/yagiuda.pdfhttp://www.it46.se/courses/wireless/materials/es/08_AntenasCables/08_es_antenas_y_cables_guia_v01.pdfhttp://www.it46.se/courses/wireless/materials/es/08_AntenasCables/08_es_antenas_y_cables_guia_v01.pdf

diseño y simulacion de antenas lineales utlizando el sowftware momentos

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