Practica No.6 Antena De Ranuras (1).docx

Facultad de Ingeniería y Ciencias Básicas Programa: Ingeniería Electrónica Espacio Académico: Antenas y Propagación Elaboró: Jaime Ramírez Artunduaga José Rojas González - Cod 201612706600 Jennifer A Jiménez M – Cod 201512703600 Gabriel Giovanny G – Cod 201721002600

Iván Aguasaco - Cód 201310005600 Hugo castellanos - Cod 201723201600

PRACTICA No 6 Antena Ranurada (red de antenas) 6.1 OBJETIVOS:  Conocer la estructura y funcionamiento de las antenas ranuradas (red de antenas) y de las antenas microstrip, su aplicabilidad, construcción y manejo.  Experimentar el funcionamiento de una antena ranurada en modo de red lineal., para diferentes número de ranuras.  Analizar el funcionamiento de varias redes lineales en combinación paralela (antenas planas).  Comprobar las características de radiación de las antenas microstrip.  Interpretación de los diagramas de radiación horizontal y vertical de las antenas microstrip.

 Realizar el proceso de conmutación y exploración del haz mediante el control de fase. 6.2 CONCEPTOS BÁSICOS 6.2.1 Conceptos básicos  La característica de radiación se puede mejorar considerablemente si se usa una red en lugar de un solo radiador. A diferencia de los elementos parásitos de la antena Yagi, los radiadores de una red están combinados entre sí a través de un sistema de alimentación. En este capítulo, los experimentos se realizan en una red unidimensional dispuesta en una sola hilera y una red bidimensional en forma de plano.  Los diagramas direccionales totales para estas configuraciones se

pueden calcular por multiplicación del diagrama direccional de los radiadores individuales y los factores de la red. Los factores de la red quedarán determinados por la configuración horizontal y vertical de los radiadores y dependerán de su disposición geométrica. La figura 6.1 muestra una configuración de dipolo plano formado por radiadores individuales en disposición vertical. Esta configuración se emplea para explicar el principio de factorización de los diagramas direccionales. El diagrama direccional de la red se describe mediante la siguiente ecuación:

m: número de filas de dipolo dispuestas una encima de la otra a una distancia b,

n: número de columnas de dipolo dispuestas a una separación horizontal a

Fig. 6.1: Configuración plana de dipolo compuesta por n*m dipolos dispuestos en forma vertical y su diagrama direccional del plano ϑ = 90°. 6.2.2 Redes lineales  En la práctica, con frecuencia se usa la antena ranurada a modo de red lineal. Debido a su característica de haz en forma de abanico y a la alta atenuación del lóbulo lateral, se las prefiere en los radares de vigilancia para navegación marítima. Las antenas ranuradas consisten de varias ranuras simples acopladas. En el siguiente capítulo se investigan las características de haz de estas ranuras simples. Cuando se disponen varias ranuras en una guía de ondas se obtiene una red de antenas lineal. Las ranuras son alimentadas por una onda guiada y emiten una parte de la potencia suministrada hacia el libre espacio.  La disposición, el tamaño y la alineación de las ranuras determinan la característica direccional de toda la antena. Necesariamente, para emitir potencia desde una ranura, la ranura debe interrumpir las corrientes de superficie de la onda que viaja por la guía de ondas. Si la guía de ondas es alimentada con el modo fundamental de acuerdo con la Fig. 2, se obtendría la radiación máxima en las ranuras (2) y (3), mientras que la ranura longitudinal (1), ubicada en forma simétrica en la arista mayor de la guía de ondas (teóricamente) no emitiría. Por lo tanto, las ranuras en esta posición resultan adecuadas al crear líneas ranuradas, ya que comúnmente

se las utiliza en las técnicas de medición de guías de ondas.

1: ranura longitudinal simétrica en la arista mayor, no emisora, 2: ranura emisora en la arista mayor, 3: ranura emisora en la arista menor, 4: ranura no emisora en la arista menor

Fig. 6.2: Guía de ondas rectangular con ranuras que conducen el modo fundamental. En la figura 6.3 se muestra la construcción de una antena ranurada para una guía de ondas rectangular que conduce el modo fundamental.

1:

Guía de ondas ranurada • l = λ0/2 • do = λG/2 • d1 = (2n + 1) λG /4;

• n = 0, 1, 2 • x: Offset de la ranura medido desde el eje de simetría 2: Panel de cortocircuito

Fig. 6.3: Armado de una antena ranurada

 Las ranuras se alternan en la arista mayor de la guía de ondas, mostrando un offset de ranura x desde el eje de simetría. La distancia entre ranuras d0 alcanza aprox. λG/2. El alternado de una ranura a la otra en torno del eje de simetría compensa la inversión de la polaridad de las corrientes en las paredes. Si la longitud I de la ranura alcanzara algo menos de la mitad de la longitud de onda en el libre espacio λ0/2 a la frecuencia de funcionamiento, entonces la ranura estaría en resonancia.  La antena se alimenta desde un extremo (por ej., mediante una guía de ondas). El extremo opuesto termina con una placa de cortocircuito ubicada a una distancia d1 de λG/4 desde la última ranura. Así, la guía de ondas transforma el cortocircuito en un circuito abierto en el lugar donde se encuentra la última ranura. La conexión en paralelo sin carga con la impedancia de la ranura no produce cambios en la impedancia. Dado que la separación entre ranuras d0 alcanza λG/2, la guía de ondas actúa como un transformador λ/2 y reproduce inalteradas las impedancias de la ranura en el lugar donde se encuentra la ranura adyacente. De esta manera, la suma total de todas las N ranuras produce el mismo efecto en el punto de alimentación de la antena que la conexión en paralelo de N impedancias de igual magnitud. La construcción de una antena ranurada se realiza siguiendo estos pasos: 

La frecuencia de funcionamiento f y la longitud de onda guiada λG determinan la longitud y la







separación de las ranuras emisoras l = λ0/2, do = λG/2.

6.2.3 Redes planas

El número de ranuras N es una consecuencia de la directividad deseada o de los requerimientos de la construcción mecánica. Los requisitos de adaptación en el punto de alimentación definen la impedancia transversal ZS necesaria para cada ranura A partir de esto se puede determinar el offset x de ranura necesario.

Una red de antenas plana es aquella en la que varias redes lineales se combinan en disposición paralela. Las redes planas en la tecnología de líneas microstrip son particularmente interesantes. Aquí se pueden integrar componentes de microondas directamente en la estructura de la antena (tecnología PCB). De esta manera se puede obtener una producción más económica de sistemas compactos.

 La alimentación de una antena ranurada resonante efuncionamiento se realiza con ondas estacionarias, con lo cual todas las ranuras están alimentadas con ondas de igual fase. No obstante, si la "salida" de la antena ranurada termina sin reflexión con un terminal de guía de ondas, la excitación de las ranuras se produce con las ondas que se propagan. Un cambio en la frecuencia produce excitación de las ranuras con ondas de distinta fase debido al cambio de la longitud de onda λG de la onda guiada.  En el diagrama direccional de toda la red de antenas, esto da origen a un efecto de conmutación del lóbulo principal. Si la frecuencia de la onda de excitación varía periódicamente, la dirección del lóbulo principal también varía periódicamente y se tiene como consecuencia una exploración del haz. Las antenas controladas por fase permiten el control electrónico de la dirección del haz y, por lo tanto, son superiores a los sistemas mecánicos lentos por naturaleza para detectar y rastrear objetivos rápidos de radar.

6.2.4 Tecnología microstrip En la figura 6.4 se muestra la construcción de una línea microstrip.

1: Línea de la cinta de ancho w, 2: Plano de tierra metálico, 3: Dieléctrica con espesor h

Fig.6.4: Construcción de una línea microstrip y su distribución de campo. El extremo superior de la línea microstrip está abierto. No se puede calcular con exactitud la distribución de campo en este tipo de sistema. Sólo existen ecuaciones de aproximación para la impedancia característica Zm y la longitud de onda

λm de las líneas microstrip. La validez de estas ecuaciones depende de que se mantengan ciertas condiciones límites. Por lo tanto, una fase de experimentación determinada sigue siendo importante en el desarrollo de circuitos en la tecnología microstrip. Para Zm, la literatura ofrece las siguientes ecuaciones: Para w/h < 1

Fig. 6.5: Impedancia característica de una línea microstrip con: h = 1,57 mm, εr= 2,20. La constante dieléctrica efectiva εeff en sí es una función de εr, h y w. Nótense los exponentes y factores absolutamente "deformados", así como el rango de validez determinado por w/h. La longitud de onda λm en una línea microstrip depende de la longitud de onda en el libre espacio λ0 y de una constante dieléctrica efectiva εeff

 m  0  eff

 eff

  1  r 1     r 1 2 10h  1   w  

6.2.5 Antenas microstrip La característica de radiación de una antena microstrip compuesta por muchos radiadores individuales nuevamente quedará determinada por los factores de la red. Si fue suficiente un factor de red para el análisis de redes lineales, se deberían tener en cuenta dos factores de red (H y V) para una red plana. Lamentablemente, los paneles emisores de la red a menudo interactúan entre sí de manera descontrolada. Esto produce desviaciones en las características

calculadas del sistema que no se pueden desatender, lo cual hace más difíciles las predicciones. Esto sucede particularmente en las redes con numerosos paneles emisores. El radiador de panel de una antena microstrip se puede considerar como un resonador de línea de cinta que funciona sin carga en ambos extremos. Con frecuencia se usan elementos de forma rectangular o de disco como radiadores. La figura 6.6 muestra un corte transversal de un resonador rectangular y la distribución de campo relacionada.

Fig. 6.6: Radiador rectangular con distribución de campo relacionada (6a) y diagrama de circuito equivalente (6b).

La radiación desde un panel rectangular único tiene carácter casi dipolo. La distribución de campo en los bordes del resonador manifiesta una "dispersión hacia fuera" de las líneas del campo eléctrico del resonador. De esta manera, la longitud eléctrica es mayor que la longitud mecánica. Esta reducción - llamada efecto Δl - se debe tener en cuenta en ambos lados cuando se calcula la longitud del resonador L. Aquí, se cumple lo siguiente:

La zona Δl del resonador de panel de circuito abierto tiene un comportamiento eléctrico igual al del capacitor C: almacena energía. Como se puede observar en la Fig. 6a, una parte de las líneas de campo se unen arriba del resonador. Esto genera la emisión de potencia. Por lo tanto, la zona Δl en el diagrama de circuito equivalente de la figura 6.6 se puede representar mediante la impedancia compleja ZR = RR + jXR. La componente imaginaria XR indica la energía almacenada en el resonador, mientras que la resistencia de radiación RR como componente real describe la emisión a través de los laterales del resonador. La resistencia de radiación también depende, de manera complicada, de los parámetros de la línea microstrip (w, h, λm , εeff, etc.). Lo siguiente se aplica para radiadores con anchos wR < λm /2:

• La red de alimentación en serie, con resonadores conectados en serie • El alimentador común en el cual todos los radiadores están conectados en segmentos de línea de igual longitud (eléctrica) (figura 6.8 izquierda) • Una combinación de los dos (figura 6.8 derecha).

Fig. 6.7: Resistencia de radiación RR de un panel rectangular en función del ancho de radiador wR Para adaptar el radiador de panel a la línea microstrip de alimentación, es necesario conocer:   

La impedancia compleja ZR de la zona Δl La impedancia del panel (longitud L) y La impedancia característica Zm de la línea microstrip.

adaptar la resistencia de radiación RR a la línea de alimentación. La resistencia de radiación, junto con la resistencia total de pérdidas, determina el rendimiento de una antena microstrip. En este contexto, la red de alimentación tiene una importancia central. Las redes de alimentación mal dimensionadas pueden tener una responsabilidad de hasta el 50% en la pérdida total de la antena. En el diseño de redes de alimentación, se pueden distinguir las dos variantes principales que se ilustran en la figura 6.9:

Fig. 6.8: Diversas redes de alimentación

6.3 PREGUNTAS:

1. ¿Cuál es la estructura de la red de alimentación para una antena microstrip 737 427? 2. ¿Qué resistencia de radiación RR se necesita para armar una antena de 16 elementos para 9,40 GHz, con los siguientes datos técnicos? • Substrato de microondas: Duroid 5828 con h = 1,57 mm

• Constante dieléctrica relativa εr = 2,20 • 4 hileras con 4 radiadores individuales cada una.

737 135

3. ¿Qué dimensiones se necesitan en los paneles del radiador y los segmentos de línea de cinta de esta antena? 4. Determine el offset X de ranura de la antena ranurada 737 424, que funciona con una frecuencia f = 9,40 GHz.

737 15

737 424

Cable BNC, L = 1m Antena ranurad a

737 427

Antena microstri p

737 03

Detector coaxial

501 02

6.4 MATERIALES Y EQUIPOS: Refer encia

737 03

737 035

737 05

737 06 737 10

Equipo / Disposi tivo Detector coaxial Juntura guía de ondas / línea coaxial

Modulad or PIN

Línea unidirec cional Cursor de

Refer encia

Equipo / Dispos itivo

cortocirc uito Transfor mador de 3 tornillos Soporte s para compon entes de guías de ondas

568 702

301 21

737 399

311 77

guía de ondas Libro: Tecnolo gía de antenas

Pie de soporte multifun cional Juego de 10 tornillos moletea dos Cinta métrica Rollo de papel de alumini o

737 21

Antena de bocina grande

737 390

Juego de absorbe ntes para microon das

6.5 Montaje del experimento

737 405

Platafor ma giratoria para antena

Los montajes de experimentación se muestran en la figura 6. 9 a figura 6.11.

737 420

Reflector de diafragm as ranurado s

737 14

Termina l para

PC con Windows 95/98/NT o versión superior

Fig. 6.9: Montaje de experimentación estándar La polarización del campo de excitación se encuentra en posición perpendicular a la dirección longitudinal de las ranuras y, por lo tanto, se debe girar 90º el transmisor.

Fig. 6.10: Armado de la antena ranurada de guía de ondas para medir diagramas horizontales y verticales.

Fig. 6.11: Montaje de experimentación estándar La polarización del campo de excitación es perpendicular a la dirección longitudinal de las ranuras.

6.6 Procedimiento del experimento

6.6.1 Diagramas horizontales de la antena ranurada, N = 7 • El giro de la antena de prueba se

realiza en el plano H de la antena fuente de alimentación.

• Realice el montaje del experimento de acuerdo con la figura 6.9 y figura 6.10. La antena fuente emite ondas polarizadas verticalmente. El lado más grande de la bocina debe estar en posición horizontal. • ¿La distancia entre la antena fuente y la de prueba cumple con la condición de campo lejano?

r0 

2(d Q  dT )

0

dQ, dT: dimensiones más grandes (en dirección transversal o longitudinal) de la antena r0: distancia entre la antena fuente y la de prueba λ0: longitud de onda de la onda emitida Analice los resultados. • Monte la antena ranurada de modo que las ranuras queden ubicadas en el lado opuesto a la antena fuente. De esta manera logrará que el lóbulo principal aparezca en la pantalla en 0° y no en 180°. La ranura del medio debe estar ubicada exactamente en el centro de la base giratoria. • Registre el diagrama direccional con los siguientes ajustes: Gama desde: -180° hasta: +180° Paso angular: 1° Corriente de polarización: desactivada

Característica del detector: Cuadrática, m = 2 Representación gráfica: A(ϑ) y a(ϑ), respectivamente 

Guarde la medición.

 Cambie al sistema de coordenadas Cartesianas, determine el ancho a 3 dB utilizando el cursor gráfico e ingrese el valor en la tabla 6.1.

• Determine la eficacia direccional utilizando el cursor. De la misma manera, determine el nivel del lóbulo menor en el rango de +90° "en las áreas cercanas al lóbulo principal". Ingrese los valores en la tabla 1. 6.6.2 Diagramas horizontales con número reducido de ranuras, N = 5 •

Cubra las ranuras externas (izquierda y derecha) con papel de aluminio. Afírmelo utilizando cinta adhesiva. Asegúrese de que el papel quede lo más fijo posible. • El experimento se realiza como se describe en el punto 6.6.1. 6.6.3 Diagramas horizontales con número reducido de ranuras, N = 3 • Cubra cada una de las 2 ranuras externas con papel de aluminio y asegúrelo con cinta adhesiva. • Proceda con el experimento de acuerdo con el punto 6.6.1. 6.6.4 Diagramas verticales con número reducido de ranuras, N = 3

• El experimento se monta como se indica en las figura 6.10 y 6.11. La antena fuente emite ondas polarizadas horizontalmente, es decir, el plano E es horizontal. • Reemplace la placa de cortocircuito por el cortocircuito con soporte, para armar un montaje vertical. Cada una de las 2 ranuras externas de la antena deben permanecer cubiertas con papel de aluminio. Inserte la antena ranurada en el orificio central para varillas de la base giratoria.

6.6.7. Conmutación y exploración del haz mediante el control de fase • El montaje del experimento se especifica en la figura 6.10 (modo horizontal). Modifique el oscilador Gunn, como se especifica en la figura 6.13, a oscilador de sintonía mecánica.

• Proceda con el experimento de acuerdo con el punto 6.6.1. 6.6.5 Diagramas direccionales de la antena ranurada vertical, N = 7 • El montaje y procedimiento del experimento se describen en el punto 4. Retire el papel de aluminio de las ranuras. Cuide de no girar involuntariamente la antena. 6.6.6. Formación de lóbulos de rejilla • Si la distancia entre ranuras d0 es muy superior a λG/2, se formarán los llamados lóbulos de rejilla, es decir, la energía del campo del haz ya no se concentra solo en un lóbulo principal. En este caso, este efecto se simula cubriendo la ranura central con papel de aluminio. Debe investigarse el diagrama direccional de la antena ranurada horizontal. Siga las instrucciones detalladas en el punto 1. Guarde la información.

Fig. 6.13: Oscilador Gunn de sintonía mecánica.

Los ajustes del cursor de cortocircuito son simplemente marcas de búsqueda aproximada. Entre estas posiciones, busque una potencia de microondas detectable en el medidor de nivel a/dB y trabaje con sus propios ajustes. • Retire el diafragma de acoplamiento que se encuentra entre el oscilador Gunn y la línea unidireccional. Reemplace la placa de cortocircuito simple por el cursor de cortocircuito. La frecuencia del oscilador se puede determinar con un frecuencímetro. Si no se contara con este dispositivo, se puede establecer el valor de frecuencia de manera aproximada utilizando la siguiente tabla:

Cursor de corto circuito x/mm

Oscilador Gunn f/GHZ

21.70

8.9

16.30

9.9

12.50

10.9

 La placa de cortocircuito colocada en un extremo de la antena ranurada con configuración horizontal es reemplazada por un terminal para guía de ondas sin reflexión (737 14). Ajuste la frecuencia a 8,9 GHz (= ajuste en las proximidades de 21,70 mm, que entrega suficiente potencia de microondas). Registre el diagrama direccional. Guarde los resultados como SL-89. Repita las mediciones con frecuencias de 9,9 GHz y 10,9 GHz, sin cambiar la antena de prueba. • Visualice en forma conjunta los diagramas direccionales SL-89, SL99 y SL109 en la pantalla. Compare los diagramas direccionales. Determine el ángulo de exploración para la antena ranurada. Ángulo de exploración = diferencia angular entre la posición del lóbulo principal a la frecuencia mínima y máxima. • Repita el experimento con una antena ranurada usando la placa de cortocircuito como terminal (en funcionamiento en resonancia). Guarde los datos como SL-89R.DTA hasta SL-109R.DTA. Analice la diferencia entre el funcionamiento resonante y no resonante de la antena ranurada.

6.6.8 Diagramas horizontales de la antena microstrip • Para registrar este diagrama direccional, se atornilla una varilla de 245 mm de longitud en la antena microstrip de modo que los resonadores y las líneas de alimentación queden alineadas horizontalmente. • Reemplace la antena ranurada indicada en el montaje de experimento de la Fig. 10 por la antena microstrip. • Conecte el detector coaxial al enchufe BNC de la base de la plataforma giratoria para antena utilizando un cable coaxial. • Vuelva a armar el oscilador Gunn en su forma básica con una frecuencia fija f = 9,40 GHz. • Dada la conocida polarización de la antena de prueba, ahora utilice la excitación con un campo E polarizado horizontalmente en la antena fuente. El lado mayor de la bocina debe estar en posición vertical. • En la posición inicial, el lado posterior de la antena microstrip debe estar alineado exactamente en forma perpendicular a la dirección de radiación principal de la antena fuente. • Registre el diagrama direccional siguiendo las instrucciones del punto 6.6.1. 6.6.9 Diagramas verticales de la antena microstrip

• Gire 90º la antena microstrip, de modo que los resonadores y las líneas de alimentación queden alineados verticalmente. Ahora la excitación se produce con un campo E polarizado verticalmente en la antena fuente. • Proceda como se describe en el punto 6.6.1. Registre el diagrama direccional vertical.

6.7 Respuestas 1. La red de alimentación es una combinación de alimentadores comunes y en serie. Cuatro radiadores están conectados en serie en una hilera. Las 4 hileras están conectadas entre sí desde las entradas a través de una red común que conecta todas las hileras al enchufe coaxial mediante líneas microstrip de igual longitud eléctrica. 2. La separación entre los radiadores individuales de una hilera alcanza λm/2. Cada hilera tiene cuatro radiadores. Por lo tanto, la entrada de cada hilera tiene una impedancia de RR/4. Las cuatro hileras están conectadas en paralelo mediante una red común. Para que el punto de alimentación de 50 Ohm esté adecuadamente adaptado, cada radiador debe tener una resistencia de radiación RR = 16*50 Ohm = 800 Ohm. 3. Cuando RR = 800 Ohm, obtenemos los siguientes parámetros para los paneles rectangulares:

Ancho del radiador WR: 6,5 mm DK efectiva: 1,92 (constante dieléctrica) Longitud de onda λm: 23,1 mm Longitud del radiador: 9,97 mm (incluido el efecto ΔI) La impedancia característica de una red de alimentación depende del ancho de la línea de cinta w. Dado que el segmento de línea entre dos radiadores cualquiera de una hilera tiene exactamente λm/2 de longitud, la impedancia característica de este segmento de línea puede tener cualquier valor para la transformación de impedancias. Para Zm = 100 Ohm (seleccionado) obtenemos: Ancho de línea w: 1,4 mm εeff: 1,77 Longitud de línea L: 13,25 mm 4. Número de ranuras: N = 7 De esto surge para la impedancia normalizada de la ranura individual:

z

Z 1   0.7 ZL 7

donde: a = 10,16 mm b = 22,86 mm λ0. = 31,9 mm λG = 44,5 mm Por lo tanto: X = 2,5 mm

6.8 RESULTADOS ESPERADOS

en campo próximo.

Condición de campo lejano Antena de prueba:

Ranur a

Comentari os

ro:

1000 mm

Distancia media medida entre la antena fuente y la de prueba

λ0:

32 mm

Longitud de onda de la onda emitida

dQ

100 mm

Mayor medición transversa l de la antena de bocina mientras está emitiendo

dT

200 mm

Diámetro del reflector

ro >

No se cumple con la condición de campo lejano. Las medicione s con la antena ranurada se realizan

r0 

2(d Q  dT ) 2

0

5625 mm

6.8.1 Diagramas horizontales de la antena ranurada, N = 7

Plano H Plano H Coordenadas polares Coordenadas polares Representación lineal: A(ϑ) Representación logarítmica: a(ϑ) Negro: medición Rojo: Aproximación mediante mejor ajuste (con reflector). La excitación se produce con un campo polarizado verticalmente.

Plano H Plano H Coordenadas cartesianas Coordenadas cartesianas Representación lineal: A(ϑ) Representación logarítmica: a(ϑ) Negro: medición Ancho de 3 dB: 120 Rojo: Aproximación mediante Eficacia direccional: 13 dB mejor ajuste (con reflector)

6.8.2 Diagramas horizontales con número reducido de ranuras, N = 5

Plano H Plano H Coordenadas polares Coordenadas polares Representación lineal: A(ϑ) Representación logarítmica: a(ϑ) Negro: medición Rojo: Aproximación mediante mejor ajuste (con reflector). Excitación con campo polarizado verticalmente

Plano H Plano H Coordenadas cartesianas Coordenadas cartesianas Representación lineal: A(ϑ) Representación logarítmica: a ϑ) Negro: medición Ancho de 3 dB: 80 Rojo: Aproximación mediante Eficacia direccional: 13 dB mejor ajuste (con reflector)

6.8.3 Diagramas horizontales con número reducido de ranuras, N = 3

Plano H Plano H Coordenadas polares Coordenadas polares Representación lineal: A(ϑ) Representación logarítmica: a(ϑ) Negro: medición Rojo: Aproximación mediante mejor ajuste (con reflector). Excitación con campo polarizado verticalmente

Plano H Plano H Coordenadas cartesianas Coordenadas cartesianas Representación lineal: A(ϑ) Representación logarítmica: a(ϑ) Negro: medición Ancho a 3 dB: 8° Rojo: Aproximación mediante Eficacia direccional: 15 dB mejor ajuste (con reflector)

6.8.4 Diagramas verticales con número reducido de ranuras, N = 3

Plano E Plano E Coordenadas polares Coordenadas polares Representación lineal: A(ϑ) Representación logarítmica: a(ϑ) Negro: medición Excitación con campo polarizado horizontalmente

Plano E Plano E Coordenadas cartesianas Coordenadas cartesianas Representación lineal: A(ϑ) Representación logarítmica: a(ϑ) Ancho a 3 dB: 92° Eficacia direccional: 15 dB

6.8.5 Diagramas direccionales de la antena ranurada vertical, N = 7

Plano E Plano E Coordenadas polares Coordenadas polares Representación lineal: A(ϑ) Representación logarítmica: a(ϑ) Excitación con campo polarizado horizontalmente

Plano E Plano E Coordenadas cartesianas Coordenadas cartesianas Representación lineal: A(ϑ) Representación logarítmica: a(ϑ) Negro: medición

Ancho a 3 dB: 92° Rojo: Aproximación Eficacia direccional: 15 dB mejor ajuste (con reflector)

mediante

6.8.6 Visualización conjunta de los diagramas direccionales, N = 3 y N = 7, vertical.

Plano E E Coordenadas Coordenadas polares Representación lineal: Representación lineal: U(ϑ) Negro: N = Negro: N = 7 Rojo: N = 3 N=3

Plano polares A(ϑ) 7 Rojo:

6.8.7 Visualización conjunta de las antenas ranuradas verticales en cantidades absolutas

6.8.8 Formación de lóbulos de rejilla

Plano H Coordenadas polares Representación lineal: U(ϑ)

Visualización conjunta de las ranuras simples en representación absoluta. Si bien los diagramas direccionales verticales son más o menos similares, la intensidad de la señal recibida varía considerablemente en mV. Curva negra: Diagrama vertical, N = 7 Curva roja: Diagrama vertical, N = 3

Observación: Los diagramas direccionales verticales para N = 3 y N = 7 son casi idénticos. No obstante, en el caso de N = 7 hay mayor sensibilidad. Conclusión: La antena ranurada tiene una directividad pronunciada en el plano H y un excelente haz en abanico en el plano E. (Esto se da en el lateral que tiene las ranuras.) Este tipo de característica de haz en abanico se usa particularmente para navegación marítima.

Plano H Plano H Coordenadas polares Coordenadas polares Representación lineal: A(ϑ) Representación logarítmica: aϑ) Diagrama direccional de una antena ranurada horizontal con la ranura central cubierta. Excitación con campo polarizado verticalmente

6.8.9. Conmutación y exploración del haz mediante el control de fase

Plano H Coordenadas polares 2

Representación lineal: A (ϑ)

Visualización conjunta de la conmutación y exploración del haz con una antena ranurada con terminal sin reflexión. La posición del eje principal se mantiene aproximadamente constante. Nota: La potencia de salida del oscilador Gunn disminuye debido al cambio en la cavidad del resonador. 6.8.10 Diagramas horizontales de la antena microstrip

Plano E Plano E Coordenadas polares Coordenadas polares Representación lineal: A(ϑ) Representación logarítmica: a(ϑ) Excitación con campo polarizado horizontalmente Observación: Las distorsiones en el plano E del diagrama direccional son producidas por el enchufe N y el alimentador.

6.8.11 Diagramas verticales de la antena microstrip

Imágenes nuestro laboratorio

Plano H Plano H Coordenadas polares Coordenadas polares Representación lineal: A(ϑ) Representación logarítmica: a(ϑ)

Observación: Las distorsiones que producen el enchufe N y la red de alimentación en el plano H son considerablemente menores que las del diagrama horizontal.

la mayor eficiencia de la antena: Dimensiones de las ranuras: - Largo de la ranura (Lr). - Ancho de la ranura (Ar). - Distancia entre la ranura y la línea central de la guía de ondas(X). Distancia entre cada ranura de centro a centro (Dr). - Se realiza la practica con directrices del Ingeniero Jaime para llevar a cabo esta práctica y así poder conocer la función que cumple esta antena.

7. Conclusiones

- Mediante las fórmulas recolectadas previamente se determinaron las dimensiones apropiadas para obtener