Antena Tipo Bocina – Horn

Natalia Duarte, Daniel Iturry, Aldo J. Reyes Mella, Guillermo Palacios

Antenas – Facultad de Ingeniería UNA – Ing. Electrónica en Telecomunicaciones

2012

Abstract

Las antenas de bocina son muy utilizadas en las bandas de frecuencia de microondas porque proporcionan alta ganancia, buena

adaptación a la guía de alimentación (ROE típicas ≤ 1,1), ancho de banda relativamente grande y son además relativamente

fáciles de diseñar y construir, ya que los cálculos teóricos concuerdan muy exactamente con las medidas de sus parámetros

eléctricos.

1. Tipos de Antenas Bocina

1.1 Bocinas Rectangulares se alimentan con una

guía rectangular que se orienta normalmente para su análisis

con la cara ancha horizontal. El modo dominante en la guía

( ) tiene entonces el campo eléctrico vertical (Plano E) y

el campo magnético horizontal (plano H). Si la bocina

ensancha la cara ancha de la guía sin cambiar las dimensiones

de la cara estrecha se le llama Bocina Sectorial Plano H. Si

la bocina sirve para ensanchar las dimensiones del Plano E se

llama Bocina Sectorial Plano E. Cuando se ensanchan ambas

dimensiones se habla de una Bocina Piramidal. Esta

configuración permite controlar la anchura de haz en ambos

planos principales por separado. El rango de valores en que se

mueve la ganancia de estas bocinas (y de cualquier otro tipo)

va desde unos 8 dB (guía simplemente abierta) hasta unos 30

dB (apertura de unos 10λx10λ) si la frecuencia es

suficientemente alta. A frecuencias bajas consideraciones de

tamaño limitan las ganancias prácticas a valores más

reducidos. Tanto estas bocinas como las cónicas, se utilizan

como patrones de ganancia en sistemas de medida de antenas

ya que los valores predichos teóricamente concuerdan muy

fielmente con los valores medidos.

También se utilizan como antenas individuales de ganancia

para establecer radioenlaces en bandas de milimétricas (donde

se pueden conseguir altas ganancias) y como antenas de

satélite para conseguir cobertura global de la Tierra, con

ganancias del orden de 21 dB. Sin embargo, su principal

aplicación es servir de alimentadores para antenas de tipo

reflector. Tipos de bocinas rectangulares:

1.1.1 Sectorial Plano-H: Los campos que llegan a la

apertura son fundamentalmente una versión expandida de los

campos en la guía.

De hecho la zona abocinada se comporta como una guía

sectorial que soporta una onda cilíndrica en la que el campo

eléctrico tangencial sobre las paredes laterales se anula.

Esto hace que los campos que llegan a los distintos puntos de

la apertura plana no estén en fase debido a la curvatura del

frente de fase cilíndrico. Por eso para escribir los campos

sobre la boca plana es necesario incluir el término de error de

fase cuadrático.

La constante de fase cambia desde el valor en la guía hasta el

valor en espacio libre conforme la onda progresa a lo largo de

la bocina sobre todo si la boca es eléctricamente grande.

La fase del campo en la apertura no varía según la dirección

y.

El campo en la apertura es una distribución de tipo separable:

( ) ( ) ( )

De este modo la integral de radiación se convierte en un

producto de dos integrales lineales, que son las transformadas

de Fourier unidimensionales de las iluminaciones según y

según .

∫

(

)

∫

El corte del diagrama en cada plano principal concuerda en

este caso con la respectiva Transformada de Fourier de la

variación del campo a lo largo del corte del plano de apertura

con el plano considerado (eje y para el plano y eje para

el ). Por ejemplo, para el plano eléctrico , (donde

º, y ) el diagrama es una sinc con un

lóbulo secundario situado a -13.5 dB, (transformada de

Fourier de un campo constante tipo pulso), mientras que en el

plano magnético ( , y ), si el error

de fase es despreciable (t=0), el diagrama de radiación es la

transformada de una función coseno, con un nivel de lóbulos

secundarios de -23 dB, el campo eléctrico de radiación total

vale entonces

√

(

) (

) [( ⁄ ) ]

( ⁄ ) ( )

los diagramas en los planos principales. En el plano E

( ), la forma normalizada de la expresión anterior es

[( ⁄ ) ]

( ⁄ )

Que se corresponde con el diagrama de una fuente lineal

uniforme (función sinc), como era de esperar, dada la

distribución tipo pulso según y. En el plano H(( ), el

diagrama normalizado es:

( )

( )

Los diagramas de radiación normalizados en el plano H se

suelen expresar en forma de diagramas de radiación

universales en función del máximo error de fase en la

apertura, cuyo valor se da para

entonces,

y

, donde t es el error de fase

expresado en vueltas (múltiplo de 2π radianes);

Los diagramas

normalizados se

dibujan para

diversos valores de

t sin incluir el

factor

( )

⁄ para

que los diagramas

tengan carácter

universal, (sean

válidos para

cualquier A).

Los diagramas de

radiación plano H

se representan en función de

, con el error de fase como

parámetro, mientras que la sinc del plano E está trazada en

función de

Si el error de fase es despreciable (t =0), el diagrama plano H

corresponde a la boca de una guía abierta con iluminación

tipo coseno.

Errores de fase cuadráticos pequeños elevan el nivel del

lóbulo adyacente rellenando el nulo entre éste y el principal.

La directividad DH se obtiene integrando la potencia en la

apertura. En la figura se han trazado valores de

⁄ en

función de

⁄ para

diversos

valores de

⁄ . Para

cada valor

de R1hay un

valor

óptimo de

ancho de

apertura A

que se

corresponde

con el

máximo de

la curva

correspondiente.

Para una longitud axial dada al incrementar el ancho de la

boca la directividad aumenta al incrementarse el área de

apertura. Sin embargo se incrementa también el error de fase

en la apertura que, más allá de un valor óptimo, cancela el

incremento de directividad producido por el incremento de

apertura.

Las anchuras óptimas satisfacen la ecuación √

Las bocinas que cumplen esta condición, reciben el nombre

de bocinas óptimas, porque cumplen la condición de ser las

más cortas que alcanzan una ganancia dada. Estas bocinas

óptimas tienen un error de fase de

y una

anchura de haz a -3dB de (para ):

( )

( )

1.1.2 Sectorial Plano-E: Los diagramas universales plano

H se representan en función de ( ) , con el error de

fase como parámetro, mientras que la sinc del plano E está

trazada en función de ( ) . Si el error de fase es

despreciable ( ) el diagrama plano H corresponde a la

boca de una guía abierta con iluminación tipo coseno y la

eficiencia de apertura es de 0,81. Los errores de fase

cuadrática pequeños elevan el nivel del lóbulo adyacente

rellenando el nulo entre éste y el principal, reducen la

directividad respecto al caso sin error y reducen la eficiencia.

Los diagramas universales de la transparencia se dibujan para

diversos valores de t sin incluir el factor de oblicuidad,

derivado de la radiación del elemento ( ) , para la

componente .

Este factor sólo es significativo para aperturas muy pequeñas,

y no lo vamos a considerar.

Los diagramas de radiación para diversos valores de s se

dibujan en la figura

adjunta.

El diagrama plano

H se representa en

función de

⁄ .

Estos diagramas

universales no

incluyen el “factor

de

oblicuidad”

( )

⁄ que

aparecen en las

expresiones de los campos radiados. En el plano E, cuando el

error de fase es despreciable el lóbulo secundario lateral se

sitúa a -13,5 dB (iluminación tipo pulso). Conforme crece el

error de fase el nivel de este lóbulo aumenta, rellenándose

simultáneamente los nulos.

La directividad DE se obtiene integrando la potencia en la

apertura. En la

figura, se han

trazado valores de

⁄ en función

de ⁄ para

diversos valores

de ⁄ .

De nuevo aquí,

para cada valor de

hay un valor

óptimo de altura B

que hace la

ganancia máxima.

√ al que

corresponde un

error de fase s:

y una anchura de haz a -3dB

de:

( )

1.1.3 Bocina Piramidal: El campo eléctrico en la apertura

se obtiene como

combinación de

los resultados

para los

sectoriales

planos E y H: La

distribución de

campo en la

apertura es de

tipo separable y

coincide para cada plano principal con las propias de las

bocinas sectoriales plano E y plano H. De esto modo el

diagrama plano E de la bocina piramidal puede obtenerse de

los diagramas universales de las bocinas sectoriales plano E y

el diagrama plano H de los diagramas universales de las

sectoriales plano H. Las bocinas piramidales se utilizan como

patrones de comparación, en las medidas de ganancia de otras

antenas, por la buena concordancia entre las previsiones

teóricas de su directividad y los valores reales de su ganancia

(las pérdidas óhmicas son despreciables). En cuanto a la

ganancia, si se quiere obtener alta eficiencia hay que trabajar

con errores de fase pequeños (s,t <0.15) lo que suele

traducirse en bocinas

muy largas. Cuando se

requiere estructuras

compactas se realizan

diseños "óptimos" con

s=1/4 y t=3/8. Esta

doble condición define

la bocina más corta

que consigue una

determinada ganancia.

La eficiencia de

apertura en este caso

vale .

Es la forma más

común de bocina

rectangular.

Como muestra la figura se ensancha tanto en el plano E como

en el H, lo que permite radiar haces estrechos en ambos

planos.

Modelos del Campo en la apertura:

(

)

( )(

)

La distribución de campo en la apertura es de tipo separable y

coincide para cada plano principal con las propias de las

bocinas sectoriales plano E y plano H.

De este modo el diagrama plano E de la bocina piramidal

puede obtenerse de los diagramas universales de las bocinas

sectoriales plano E y el diagrama plano H de los diagramas

universales de las sectoriales plano H.

La directividad de la bocina piramidal se puede demostrar que

vale:

[

] [

]

Donde los términos entre paréntesis se obtienen de las curvas

de directividad de las bocinas sectoriales sustituyendo a por A

y b por B.

Los valores de ganancia obtenidos con la expresión anterior

coinciden relativamente bien con las medidas. Incluyen los

campos de óptica geométrica y los difractados en los bordes

de las bocinas. La inclusión de términos de difracción

múltiple de reflexiones del interior de la bocina producen

pequeñas oscilaciones dela ganancia en función de la

frecuencia entorno a los valores predichos por la expresión

anterior.

Esto se puede detectar a través de medidas que ponen de

manifestó errores respecto a la fórmula representada que no

suelen superar los 0,3 dB.

Diseño de una Bocina Piramidal.

Su diseño, requiere que su garganta coincida con la guía

rectangular de alimentación para lo que se requiere que:

“Condición de realizabilidad”

Las bocinas piramidales se suelen utilizar como patrones de

comparación en las medidas de ganancia. En este caso suelen

construirse bajo la condición de que sean óptimas (mínimas

dimensiones para máxima ganancia), esto es:

√ √

La apertura efectiva de estas bocinas piramidales óptimas vale

aproximadamente el 50% de su apertura física, de modo que:

( )

1.1.4 Bocina Piramidal Corrugada: El uso de

corrugaciones en las paredes perpendiculares al campo E en

una bocina piramidal, tales como las de la figura, reduce las

corrientes longitudinales sobre dichas paredes, forzando un

campo en la apertura que sigue una ley de amplitud tipo

coseno en ambos planos. Las corrugaciones se diseñan de

modo que se cumpla que:

o

o ( )

o

1.2 Bocinas Cónicas Son las que se utilizan

fundamentalmente en antenas de satélites de haz global. Son

las más adecuadas para utilizar polarizaciones circulares,

aunque también pueda utilizar polarizaciones lineales, estas

polarizaciones tienen un mejor

comportamiento en las bocinas

piramidales.

Se pueden clasificar según el

modo de propagación

transmitido: bocinas de modo

dominante, bocinas de modo

dual y bocinas corrugadas.

1.2.1 Bocinas de modo dominante (o de modo único):

Se sintoniza al modo predominante de la guía de onda

circular, el modo . Este es el más básico de los tres

tipos.

1.2.2 Bocinas de modo dual (o multimodo): Se sintoniza

al modo de propagación de la onda que se propaga por

la guía de onda, junto al modo (uno de los modos de

propagación más altos).

El diagrama de radiación en campo lejano del modo

dominante de la bocina cónica tiene un ancho de haz más

estrecho en el plano E que en el plano H, pero los lóbulos

laterales son más elevados.

Las bocinas de modo dual se han desarrollado para obtener un

ancho de haz igual en los planos E y H, con un bajo nivel de

polarización cruzada.

En la siguiente figura se muestra los distintos modelos de

bocinas cónicas de modo dual más típicas. El modo se

obtiene del modo alimentado en la guía de onda circular

por escalones (step), zonas acampanadas (flare), salientes

(iris) o anillos de dieléctrico. Combinaciones de convertidores

de modo son empleadas para conseguir características de

difusión.

1.2.3 Bocinas corrugadas (o híbridas): Una variación de

la bocina cónica de paredes lisas es la bocina cónica de

paredes corrugadas. El efecto de las corrugaciones en las

paredes es el de modificar la distribución de los campos, el

especial el plano E, convirtiendo la distribución uniforme

original en una cosenoidal. Las líneas de campo también se

modifican y quedan prácticamente paralelas a la dirección de

polarización.

En la figura se muestran los campos del modo dominante

de la bocina corrugada y de la bocina lisa, donde

se observa una mayor

pureza de la

polarización en la

primera. La finalidad de

las bocinas corrugadas

es conseguir diagramas

mas simétricos con un

ancho de haz igual en

los planos E y H, y

obtener niveles de

polarización cruzada

más bajos y elevadas

eficiencias del haz

(aproximadamente del

95%).

En la siguiente figura se observa la configuración de las

bocinas cónicas corrugadas. La superficie interna esta provista

de surcos circulares, que según su profundidad y

espaciamiento, serán capaces de cancelar la energía

procedente de otros modos de propagación que puedan

provocar los indeseados efectos de polarización cruzada y

altos lóbulos secundarios.

1.3 Bocinas Reflectoras El sistema de alimentación

de este tipo de antenas consiste en uno o varios radiadores de

tipo bocina.

En el modo de transmisión la energía de microondas

proveniente de la guía-onda entra a la bocina de alimentación

que la conducirá al espacio exterior. La bocina de

alimentación, que se encuentra situada en el foco del

paraboloide, radiará energía desde este punto hasta la

superficie del reflector. Estas ondas, cuando alcanzan la

superficie conductora del reflector, inducen corrientes

eléctricas en su superficie directamente proporcional al nivel

local de energía. La combinación de todas estas corrientes

radia la energía en dirección a la Tierra y sobre un rango

angular correspondiente al modelo de cobertura deseado.

En recepción la

bocina trabaja

en el sentido

opuesto, aunque

con una señal

mucho más

débil. La

energía que

llega al satélite

produce

corrientes

eléctricas muy

débiles en la

superficie del reflector, resultando una erradicación hacia el

alimentador. En este caso el reflector actúa como un

acumulador de energía de la señal, que es concentrada hacia

la bocina alimentadora.

Una buena propiedad de este tipo de antenas es que un único

reflector con alimentador puede funcionar para transmitir,

recibir o ambas cosas simultáneamente. A esta propiedad se le

conoce como reciprocidad.

Normalmente, este tipo de antenas son excitadas por ondas

circularmente polarizadas, la dirección del haz se desplaza

desde el eje de la bocina en una dirección que dependerá de la

polarización. Si miramos la dirección de la radiación dejando

el reflector a nuestras espaldas la excitación producida por

una onda polarizada circularmente a derechas se traducirá en

un desplazamiento del haz hacia la izquierda, y por el

contrario una onda polarizada circularmente a izquierdas

producirá un desplazamiento del haz hacia la derecha.

2. Procedimiento de Diseño

Teniendo como datos las dimensiones a, b, la frecuencia de

operación y la ganancia de la antena referida a un radiador

isotrópico (dBi).

Elegimos construir una antena con una ganancia , en una frecuencia de operación, previamente para los cálculos

se realizaron las siguientes consideraciones:

Para una óptima propagación de la onda en la guía, optamos

por

y diseñamos la guía rectangular de dimensiones

a,b para su operación en el modo

√ (Criterio de Diseño), entonces

√

; para TE10 se cumple que

⁄

(Criterio de Diseño)

√ (

)

√ (

)

Las ecuaciones de diseño son derivadas seleccionando

primero valores de A y B que lleven respectivamente a

directividades óptimas de las bocinas en los planos E y H.

( )

√ √

√ √

Donde y

Asumiendo que para que una bocina sea físicamente

realizable , entonces la anterior ecuación se

reduce a:

(√

)

( )

(

√

√

)

(

)

Donde

y

Corresponde a la ecuación de diseño de la bocina.

Llamaremos X al lado izquierdo de la igualdad e Y al lado

derecho.

Como primer paso de diseño debe encontrarse un valor de

que satisfaga la anterior ecuación para la ganancia ( )

deseada. Use la técnica iterativa con el valor de intento…

( )

√

√

Si X=Y, entonces

Si X≠Y, se inicia un proceso de prueba de error así:

Si , entonces

, lo que quiere decir ,

Si , entonces

, por lo tanto ,

Consideramos cuando | | (mientras es

menor la diferencia, más exactitud hay en el cálculo)

Probando iterativamente, se obtiene un para el

cual | |

Una vez encontrado el valor de que satisface la ecuación de

diseño

,

Se hallan A y B

√ √ √

√

√ √ √ √

Se hallan (recordando que deben ser iguales para

que la antena sea realizable)

( ) [(

)

]

( ) [(

)

]

Para finalizar, recalculamos la directividad sobre el radiador

isotrópico, mediante la ecuación

√

⁄ √

⁄

,

o bien

( ) (

) ( )

Donde representan las pérdidas en dB debido a los

errores de fase en los planos E y H respectivamente.

son las directividades en los planos E y H respectivamente.

√

⁄

y

√

⁄

√

⁄ y

√

⁄ , entonces

y

Para hallar se utiliza la siguiente figura, donde en la

horizontal se tienen los parámetros t y s. Se hallan t y s y

luego los valores de ( ) ( )

,

Recordando que

,

, de donde podemos decir

que se tratan de los valores óptimos.

De la figura ( ) ( )

( ) (

) ( )

3. Polarización

Una onda electromagnética está formada por campos

eléctricos y magnéticos íntimamente ligados que se propagan

en el espacio. La dirección del campo eléctrico se corresponde

con la polarización de esta onda.

La polarización de una antena corresponde a la dirección del

campo eléctrico emitido por una antena.

Esta polarización puede ser: Vertical, Horizontal y Elíptica,

Circular (Hacia la derecha o hacia la izquierda)

3.1 Polarización Vertical si el campo eléctrico

permanece en la dirección vertical durante toda la trayectoria

de una onda decimos que tiene polarización vertical, para un

dipolo el movimiento de los electrones dentro del alambre

responde al campo eléctrico y por lo tanto define la

polarización.

3.2 Polarización Horizontal de manera análoga que en

la polarización vertical solo que el conductor en sentido

horizontal, el flujo del campo eléctrico será en sentido

horizontal por lo que esta estará polarizada de esta manera.

La polarización de este modo en una antena tipo piramidal

además del modo dominante de la guía de onda está basada en

la disposición del monopolo de carga en el extremo de la guía.

Para una posición vertical tendremos Polarización Vertical y

para una posición horizontal tendremos una Polarización

Horizontal de la señal.

4. Adaptación.

4.1 Impedancia y Directividad de un monopolo de un

cuarto de onda La impedancia de un monopolo es la mitad

de la de una antena de dipolo completo. Por un monopolo de

cuarto de onda , la impedancia es la mitad de la de

un dipolo de media onda, por lo que .

Esto se puede entender ya que sólo la mitad de la tensión se

requiere para conducir un monopolo a la misma corriente

como un dipolo (que de un dipolo como tener + V / 2 y V / 2

se aplicarán en sus extremos, mientras que un monopolo sólo

tiene que aplicar + V / 2 entre el monopolo y la tierra para

conducir la misma corriente). Desde , la

impedancia es la mitad.

La directividad de una antena monopolo está directamente

relacionada con la de una antena dipolo. Si la directividad de

un dipolo de longitud tiene una directividad de ( ), a

continuación, la directividad de una antena monopolo de

longitud tendrá una directividad de ( ) ( ). Es

decir, la directividad (en unidades lineales) de un monopolo

es el doble de la directividad de una antena de dipolo del

doble de la longitud. La razón de esto es simplemente porque

la radiación no se produce por debajo del plano del suelo, por

lo que la antena es realmente el doble de "directiva".

4.2 Consideraciones para la adaptación Vamos a

alimentar la guía de onda mediante un conector coaxial tipo

N. A este conector se le coloca un monopolo, el cual se

introduce por una de las caras de la guía.

Tanto la longitud como la posición del monopolo con

respecto a la guía son críticos a la hora de obtener los

resultados deseados: máxima adaptación a la frecuencia de

trabajo.

El funcionamiento del monopolo dentro de la guía lo

podemos ver como un monopolo en con un plano de

masa. En este caso, el plano de masa sería la superficie

interna de la guía de onda y el monopolo debería medir una

cuarta parte de la longitud de onda de trabajo .

La diferencia es que el monopolo radia dentro de la guía. Esto

hace que no esté radiando a una longitud de onda sino a

otra, la longitud de la onda que viaja dentro de la guía .

Tenemos que diferenciar entre tres longitudes de onda

completamente distintas: , como la longitud de onda de

trabajo, a la que emite el átomo de hidrógeno; , como la

longitud de onda de corte del modo tratado; y , como la

longitud de onda de la onda propagándose en el interior de la

guía.

√

Debemos colocar el monopolo a una distancia del fondo

de la guía, como mostramos en la figura. Esto ha de ser así

para que la onda que emite el monopolo en dirección hacia el

fondo de la guía, al llegar a la pared llegue con amplitud cero.

La onda se refleja en su

totalidad en la pared

conductora de coeficiente

de reflexión ,

habiendo recorrido una

distancia /4. Un

coeficiente de reflexión

de -1 implica un cambio

de fase de 180º, o lo que

es lo mismo, de .De

esta manera, cuando la

onda reflejada en el fondo

de la guía llega de nuevo al monopolo, habrá recorrido /4

desde el monopolo hasta el final de la guía; /2 por el

cambio de fase que le provoca el coeficiente de reflexión de la

pared; y otros /4 desde la pared hasta el monopolo. En total

habrá recorrido una distancia de una longitud de onda , por

lo tanto, al encontrarse con la onda que emite el monopolo

hacia fuera de la guía, éstas se sumarán en fase y ambas

formarán una onda progresiva. Es importante tener en cuenta

que se trata de la longitud de onda de la señal que se propaga

dentro de la guía de onda y no la de operación.

Si la posición del monopolo no fuera de y no estuviera

colocado en el máximo de la onda que viaja por la guía,

habría desadaptación del coaxial a la guía, con lo que habría

reflexiones y las ondas no se sumarían en fase, lo que incurre

en que la onda no transportaría a través de la guía toda la

energía posible, como queda ilustrado en la figura.

4.3 Longitud de la guía de onda la longitud de la guía

debe ser tal que se pueda establecer una onda de longitud de

onda que propague el primer modo que soporta la guía de

onda . Si la longitud de la guía no es suficientemente

grande, puede que el monopolo esté demasiado cerca de la

cara abierta de la guía y, por consiguiente, no pueda

establecerse la onda de longitud y éste esté radiando

prácticamente en espacio libre. Por esto, teóricamente debe

haber un valor umbral de la longitud, en el que a partir de ese

valor, la respuesta de la guía sea independiente de la longitud

de ésta.

5. Ventajas, Características

Son antenas comúnmente utilizadas en frecuencias

de microondas.

Tienen alta ganancia, bajo ROE (VSWR),

relativamente alto ancho de banda.

No necesita red de acoplamiento ni balun para cubrir

intervalos de frecuencia amplios.

Buen acoplamiento de impedancia

Las características de su patrón de radiación

permanecen casi constantes en gran parte de su

intervalo de operación

Opera con potencias grandes

6. Desventajas

Delicada fabricación

Sensibilidad en cuanto al ambiente de trabajo

El aumento de las dimensiones si se quiere aumentar

la ganancia de la antena.

7. Aplicaciones

Generalmente se utilizan como alimentadores de

reflectores parabólicos

Estándar para medir la ganancia de otras antenas

Aplicaciones en astronomía de radio amplia, rastreo

satelital.

8. Simulación

Para la simulación de la antena se valió de los software de

Antena Magus 3.4 y Feko 6.1.

F= 1.5 GHz

Wa[mm] Wg[mm] Ha[mm] Hg[mm] Lf[mm] Lg[mm]

515.7 173.2 381.47 86.6 239.4 254

Con el Magus se pudo obtener el diagrama de radiación con

lo que puede observar que diseño cumple con condiciones

bastante directivas.

Peak gain @ angle (freq)

[φ = 90 °]

15.02 dBi @ θ = 0 ° (1.5 GHz)

Peak gain @ angle (freq) [φ = 0 °]

15.02 dBi @ θ = 0 ° (1.5 GHz)

Main 3dB beamwidth (freq) [φ = 90 °]

29.00 °

Main 3dB beamwidth (freq) [φ = 0 °]

31.77 °

De la misma manera ser grafico puede ser expresado

A partir de estos gráficos se pudo construir el diagrama en

3D con lo que se podrá observar el gradiente de radiación y

ganancia.

La curva de los parámetros de reflexión con respecto a la

frecuencia, nos proporcionan los datos de adaptación con lo

que se ve que a 1.5 GHz se tiene una diferencia de recepción

de -21.5 dB y en la curva un valor mínimo de -25 dB a

1.38GHz aproximadamente.

De la misma forma con los datos del diagrama de radiación se

construyó el grafico de Ganancia con respecto a la frecuencia,

donde se obtuvo una ganancia de 15.6 dBi a 1.687GHz

mientras que para la frecuencia original de diseño de 1.5GHz

se obtuvo una ganancia de 15 dBi.

Conclusiones

Tras el desarrollo de la fabricación de la antena tipo corneta,

se pudo estudiar las ventajas de esta pues, al funcionar como

un reflector para el monopolo de carga, aumenta

notablemente su directividad y ganancia, proporcionando un

mejor rendimiento, pero para que esta serie de bondades

puedan ser aprovechadas adecuadamente, es necesario tener

especial cuidado con el correcto dimensionamiento de la

estructura de la antena, pues esta puede causar el efecto

inverso si las dimensiones no están en orden de .

El proceso de construcción dejo en evidencia ese aspecto, ya

que el material a usar primeramente se debe considerar que

sea buen conductor eléctrico y magnético por lo que

generalmente se busca materiales híbridos, aleaciones

metálicas.

Para las junturas de la antena se encontró que mientras más

lisas y menor es la separación optimiza su funcionamiento, ya

que es muy fácil encontrar deformaciones que puedan

presentar algún tipo de corrugado que se encuentre en ordenes

de , afectando su funcionamiento.

Para la parte de simulación, en particular como la entena tipo

corneta presenta una arquitectura de planos conductores lo

programas estándares de simulación no presentaron gran

eficiencia en la simulación, pues en general estos se basan en

software de simulación por construcción de mallas

conductoras y no superficies lisas por lo que se buscó los

programas que lograron simular a perfección la estructura que

fueron Magus y FEKO, que al trabajar en conjunto consiguen

la simulación física completa de los campos como de los

demás parámetros de la antena.

Los resultados obtenidos con respecto a los calculados

contiene una gran aproximación, las variantes encontradas se

evidencias en el proceso de construcción netamente y en la

finura del acabado del mismo pues este presenta gran

influencia en el comportamiento del equipo en sí.

Referencias Bibliográficas:

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Curso Superior de telecomunicaciones Militar -

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