Diseño y fabricación de arreglo de antenas impresas para microondas

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Un arreglo de antenas es una agrupación de radiadores operados en conjunto para transmitir y recibir ondas electromagnéticas. El empleo de arreglos mejora la resolución, la ganancia y la relación señal a ruido conseguidas respecto de utilizar una sola antena. Controlando la distribución de amplitu...

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Detalles Bibliográficos
Autor principal: Aguila Alonso, José D.
Formato: Tesis NonPeerReviewed
Lenguaje:Español
Publicado: 2020
Materias:
Antenas
Antennas
[Antenna array
Arreglos de antenas
Printed antennas
Antenas impresas
Radiation pattern
Patrón de radiación
Return loss
Pérdida de retorno
Electromagnetic simulation
Simulación electromagnética]
Acceso en línea:http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/908/1/1Aguila_Alonso.pdf
Aporte de:
Repositorio Institucional Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro (RICABIB) de Instituto Balseiro
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spelling I25-R131-9082021-04-28T11:54:42Z Diseño y fabricación de arreglo de antenas impresas para microondas Design and fabrication of a printed antenna array for microwaves applications Aguila Alonso, José D. Antenas Antennas Antenas [Antenna array Arreglos de antenas Printed antennas Antenas impresas Radiation pattern Patrón de radiación Return loss Pérdida de retorno Electromagnetic simulation Simulación electromagnética] Un arreglo de antenas es una agrupación de radiadores operados en conjunto para transmitir y recibir ondas electromagnéticas. El empleo de arreglos mejora la resolución, la ganancia y la relación señal a ruido conseguidas respecto de utilizar una sola antena. Controlando la distribución de amplitudes y fases de las señales de excitación, así como la conguración geométrica del arreglo, se puede sintetizar determinado patrón de radiación y es posible direccionar el haz sin manipular mecánicamente los elementos. En este trabajo se desarrolla un demostrador de arreglo plano de 4x4 elementos, basado en antenas impresas. El diseño partió de la evaluación de diferentes alternativas para el elemento radiativo, donde se estudiaron antenas de tipo parche y de tipo ranura de ancho progresivo exponencial (antenas Vivaldi), en variante simple y doble. A partir de simulaciones electromagnéticas se consideró el prototipo de antena Vivaldi doble como el más apropiado para satisfacer los objetivos propuestos. La optimización del desempeño del arreglo se enfocó en el estudio del acoplamiento entre elementos, separado por simplicidad en los planos principales de radiación, E y H. Se valoraron diferentes técnicas para mitigar el acoplamiento en el caso que se consideró necesario, en particular entre elementos adyacentes en el plano E. Estas técnicas consisten en introducir cortes transversales a la dirección del flujo de corriente entre las antenas. Culminado el proceso de optimización, se fabricó el arreglo en conjunto con un bastidor para proporcionar sustentación mecánica. El conjunto arreglo-bastidor fue medido en una cámara anecoica rectangular, obteniéndose resultados satisfactorios en el desempeño en cuanto a patrón de radiación, polarización y adaptación de impedancia. An antenna array consists of multiple stationary antenna elements, which are fed coherently in order to transmit or recieve electromagnetic waves. Using arrays improve the resolution, gain and signal to noise ratio achieved, compared to using a single antenna. Variable phase or time-delay control at each element allows to scan a beam to given angles in space without rotating the structure. Variable amplitude control is sometimes also provided for pattern shaping. This work focuses on the design of a planar array of 4x4 printed antennas. The rst step consisted on a properly selection of the radiating element. Several types of planar antennas were studied, such as microstrip patch and exponential tapered slot antennas (Vivaldi antennas) double sided, and strigthforward variant. Using electromagnetic simulation it was found that the double sided Vivaldi antenna was the most suitable option to satisfy the proposed objectives. The optimization of the array performance was centered on the analysis of mutual coupling between elements. Mitigation of mutual coupling was achieved by implementing truncated and corrugated slots at the border between adjacent elements. The optimized array was manufactured in conjunction with a frame to provide mechanical support. The array-frame assembly was tested inside a rectangular anechoic chamber obtaining satisfactory results regarding radiation pattern, polarization and impedance matching. 2020-12-21 Tesis NonPeerReviewed application/pdf http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/908/1/1Aguila_Alonso.pdf es Aguila Alonso, José D. (2020) Diseño y fabricación de arreglo de antenas impresas para microondas / Design and fabrication of a printed antenna array for microwaves applications. Proyecto Integrador Ingeniería en Telecomunicaciones, Universidad Nacional de Cuyo, Instituto Balseiro. http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/908/
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