Aproximación a la teoría de antenas y síntesis de Arrays
Si se tiene en cuenta el auge de las telecomunicaciones inalámbricas en Colombia y todo el mundo, es importante que la Universidad Tecnológica de Pereira, preocupada por el desarrollo tecnológico en la región y el país, produzca material teórico disponible para los procesos de investigación que pued...
- Autores:
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Torres Flórez, Luis Rafael
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2009
- Institución:
- Universidad Tecnológica de Pereira
- Repositorio:
- Repositorio Institucional UTP
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- Acceso en línea:
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- 620 - Ingeniería y operaciones afines::629 - Otras ramas de la ingeniería
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Si se tiene en cuenta el auge de las telecomunicaciones inalámbricas en Colombia y todo el mundo, es importante que la Universidad Tecnológica de Pereira, preocupada por el desarrollo tecnológico en la región y el país, produzca material teórico disponible para los procesos de investigación que puedan realizarse en este campo; La universidad carece de dicho material en la actualidad y por esta razón se hace necesaria y pertinente la elaboración del mismo. Es importante tener en cuenta que la universidad tecnológica adquirió equipos especializados para la realización de experimentos con antenas, y dadas las circunstancias actuales en cuanto a la disponibilidad de documentación pertinente no han podido ser utilizados en la forma esperada. Dada la necesidad del estudio del tema de antenas en los procesos académicos formales y de investigación que se realizan al interior de la universidad Tecnológica de Pereira, se pretende con este proyecto construir un material de lectura ejecutiva acorde a las necesidades, con el fin apoyar el desarrollo de futuros proyectos e incentivar a los estudiantes a unirse al estudio del electromagnetismo formal y aplicado. |
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Orfanidis, Sophocles. J, “Electromagnetic Waves & Antennas”, ECE Department Rutgers University, pp 1-2, 2004 García Olmedo, Bernardo. “Fundamentos de electromagnetismo” Dpto. De Electromagnetismo y física de la Materia, Universidad de Granada, Pag. 127 Fernández, Juan C. “Electromagnetismo 2004” Dpto. de Física- Universidad de Buenos Aires, pp. 3-4 Orfanidis, Sophocles. J, “Electromagnetic Waves & Antennas”, ECE Department Rutgers University, pp 3-4, 2004 Fernández, Juan C. “Electromagnetismo 2004” Dpto. de Física- Universidad de Buenos Aires, pp. 4-5 Fernández, Juan C. “Electromagnetismo 2004” Dpto. de Física- Universidad de Buenos Aires, capitulo 8. Valero Alejandro, “Libro de Antenas”, Departamento de comunicaciones de la Universidad Politécnica de Valencia, Tema_3 Cardama Aznar, Ángel. Jofre Roca, Lluis. “Antenas”, Ediciones UPC, Pag. 134-136, 1998. IEEE Std. 145-1983. Godara, Lal Chand, “Handbook of Antennas in Wireless Communications”, CRC Press LLC, Section 5.2, 2002. Cardama Aznar, Ángel. Jofre Roca, Lluis. “Antenas”, Ediciones UPC, Pag. 18-35, 1998 Cardama Aznar, Ángel. Jofre Roca, Lluis. “Antenas”, Ediciones UPC, Pag. 20, 1998 Kraus, Jhon D, “Antennas for All Applications Third”, McGraw-Hill, pp. 20-28, 1997 Cardama Aznar, Ángel. Jofre Roca, Lluis. “Antenas”, Ediciones UPC, Pag. 139-141, 1998 Johnson, Richard C., “Antenna Engineering Handbook Third Edition”, McGraw-Hill, section 2-5, 1993. Cardama Aznar, Ángel. Jofre Roca, Lluis. “Antenas”, Ediciones UPC, pp. 181-185, 1998. Valero Alejandro, “Libro de Antenas”, Departamento de comunicaciones de la Universidad Politécnica de Valencia, Tema_6 Balanis, Constantine A., “Antenna Theory Analysis and Design Second Edition”, John Wiley & sons, Inc., pp. 249-256, 1997 Stutzman, Warren L., “Antenna Theory and Design”, Jhon Wiley & Sons, Inc, pp. 109-123, 1981. Cardama Aznar, Ángel. Jofre Roca, Lluis. “Antenas”, Ediciones UPC, Pag. 175-177, 1998. Balanis, Constantine A., “Antenna Theory Analysis and Design Second Edition”, John Wiley & sons, Inc., Appendix I, 1997 Godara, Lal C. “Application of antenna Array to Mobile Communications, Part II: Beam Forming and Direction-of-Arrival Considerations”.0018-9219/97$10.00 Proceeding of the IEEE, Vol. 85, No. 8 August 1997. Sato, Tadatomo. Kohno, Ryuji. Beamforming Array Antenna for Ultra Wideband Communications. Division of Electrical and Computer Engineering, Yokohama National University. |
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Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)Manifiesto (Manifestamos) en este documento la voluntad de autorizar a la Biblioteca Jorge Roa Martínez de la Universidad Tecnológica de Pereira la publicación en el Repositorio institucional (http://biblioteca.utp.edu.co), la versión electrónica de la OBRA titulada: ________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________ La Universidad Tecnológica de Pereira, entidad académica sin ánimo de lucro, queda por lo tanto facultada para ejercer plenamente la autorización anteriormente descrita en su actividad ordinaria de investigación, docencia y publicación. La autorización otorgada se ajusta a lo que establece la Ley 23 de 1982. Con todo, en mi (nuestra) condición de autor (es) me (nos) reservo (reservamos) los derechos morales de la OBRA antes citada con arreglo al artículo 30 dehttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/http://purl.org/coar/access_right/c_abf2info:eu-repo/semantics/openAccessMolina Cabrera, AlexanderTorres Flórez, Luis Rafael2022-07-28T22:14:28Z2022-07-28T22:14:28Z2009https://hdl.handle.net/11059/14186Universidad Tecnológica de PereiraRepositorio Institucional Universidad Tecnológica de Pereirahttps://repositorio.utp.edu.co/homeSi se tiene en cuenta el auge de las telecomunicaciones inalámbricas en Colombia y todo el mundo, es importante que la Universidad Tecnológica de Pereira, preocupada por el desarrollo tecnológico en la región y el país, produzca material teórico disponible para los procesos de investigación que puedan realizarse en este campo; La universidad carece de dicho material en la actualidad y por esta razón se hace necesaria y pertinente la elaboración del mismo. Es importante tener en cuenta que la universidad tecnológica adquirió equipos especializados para la realización de experimentos con antenas, y dadas las circunstancias actuales en cuanto a la disponibilidad de documentación pertinente no han podido ser utilizados en la forma esperada. Dada la necesidad del estudio del tema de antenas en los procesos académicos formales y de investigación que se realizan al interior de la universidad Tecnológica de Pereira, se pretende con este proyecto construir un material de lectura ejecutiva acorde a las necesidades, con el fin apoyar el desarrollo de futuros proyectos e incentivar a los estudiantes a unirse al estudio del electromagnetismo formal y aplicado.TABLA DE CONTENIDO. TABLA DE FIGURAS. ........................................................................................................... 8 CAPITULO 1. ......................................................................................................................... 10 FUNDAMENTOS DE RADIACION ............................................................................... 10 1.1. TEORIA ELECTROMAGMETICA. .......................................................................... 10 1.1.1 Ecuaciones de Maxwell. ...................................................................................................10 1.1.2 Potencial Electrodinámico. ...............................................................................................11 1.1.3 Relaciones Constitutivas. .................................................................................................12 1.1.4 Representación en los dominios del tiempo y la frecuencia......................................13 1.1.5 Modelación en el entorno de la frecuencia...................................................................14 1.2 ONDAS ELECTROMAGNETICAS........................................................................................14 1.2.1 Ondas en el vacio................................................................................................................14 1.2.2. Onda plana elemental.......................................................................................................15 1.2.3 Ondas armónicas. ...............................................................................................................16 1.2.4 Ondas Esféricas Elementales............................................................................................17 1.2.5 Ondas Cilíndricas Elementales........................................................................................18 1.3 Antenas Elementales. ...............................................................................................................19 1.3.1 Dipolo Elemental. ...............................................................................................................19 1.3.2 Espira Elemental. ................................................................................................................24 CAPITULO 2 .......................................................................................................................... 27 FUNDAMENTOS DE ANTENAS.................................................................................... 27 2.1 Generalidades. ...........................................................................................................................27 2.1.1 Definición de Antena........................................................................................................27 2.1.2 Clasificación de las Antenas.............................................................................................27 2.1.3 Campos Radiados por la Antena....................................................................................28 2.1.4 Potencia Radiada por la Antena. .....................................................................................30 2.1.5 Diagrama y Patrones de Radiación................................................................................31 2.1.6 Características del Diagrama de Radiación. .................................................................34 2.2 Antenas Básicas.........................................................................................................................36 2.2.1 Antena Cilíndrica................................................................................................................36 2.2.2 Espiras con Núcleo de Ferrita .........................................................................................40 2.3 Parámetros de las antenas en transmisión...........................................................................41 Aproximación a la Teoría de Antenas y Síntesis de Arrays 6 2.3.1 Impedancia de Entrada y Eficiencia. ..............................................................................41 2.3.2 Directividad. .......................................................................................................................43 2.3.3 Ganancia. ..............................................................................................................................44 2.3.4 Polarización.........................................................................................................................44 2.3.5 Ancho de banda. .................................................................................................................46 2.4 Parámetros de las Antenas en Recepción. ...........................................................................47 2.4.1 Adaptación..........................................................................................................................47 2.4.2 Área Efectiva........................................................................................................................48 2.4.3 Longitud Efectiva...............................................................................................................48 2.4.4 Temperatura de ruido de Antena....................................................................................49 2.5 Ecuación de Transmisión. ........................................................................................................51 CAPITULO 3 .......................................................................................................................... 53 ARRAYS .................................................................................................................................. 53 3.1 Conceptos Básicos......................................................................................................................53 3.1.1 Definición. ............................................................................................................................53 3.1.2 Diagrama de Radiación del Array. ..................................................................................53 3.1.3 Ondas Generadas y Factor de Array.................................................................................54 3.1.4 Propiedades del Factor de Array.......................................................................................56 3.1.5 Representación Gráfica del Factor de Array. ..................................................................57 3.1.6 Características del Factor de Array. ..................................................................................58 3.1.7 Arrays Lineales para N Antenas.......................................................................................59 3.2 Propiedades de los Arrays. ......................................................................................................61 3.2.1 Polinomios de Agrupación...............................................................................................61 3.2.2 Distribución de Corrientes de Alimentación................................................................62 3.2.2.1 Distribución Uniforme....................................................................................................62 3.2.2.2 Distribución Triangular..................................................................................................63 3.2.2.3 Distribución Binómica. ...................................................................................................64 3.2.2.4 Comparación de las Características de Distribución. ..............................................64 3.2.3 Factor de Array y Patrones de Radiación para la Distribución Uniforme................64 3.2.4 Directividad para Arrays Lineales...................................................................................67 3.2.5 Arrays Especiales.................................................................................................................69 3.2.5.1 Array uniforme Broadside................................................................................................69 Aproximación a la Teoría de Antenas y Síntesis de Arrays 7 3.2.5.2 Array Uniforme Endfire...................................................................................................70 3.3 Arrays Planares. ..........................................................................................................................71 3.3.1 Factor de Array Planar........................................................................................................72 3.3.2 Margen Visible de Agrupaciones Planas.......................................................................73 3.3.3 Polinomio de la Agrupación. ...........................................................................................74 3.3.4 Array planar Uniforme........................................................................................................74 3.4 Síntesis de Arrays........................................................................................................................75 3.3.1 Síntesis de Schelkunoff......................................................................................................75 3.3.2 Síntesis de Fourier. .............................................................................................................76 3.3.3 Síntesis de Chebychev. ......................................................................................................78 3.3.3.1 Polinomios de Chebychev. ............................................................................................79 3.3.3.2 Transformada Dolph.......................................................................................................80 3.3.3.3 Transformada Riblet. ......................................................................................................82 CAPITULO 4 .......................................................................................................................... 85 APLICACIONES DE ARRAYS LINEALES. .................................................................. 85 4.1 GENERALIDADES DE USO. ..................................................................................................85 4.2 REDES DE TELEFONIA CELULAR......................................................................................86 4.2.1 Método Convencional........................................................................................................87 4.2.2 Método De La Dirección Nula: ........................................................................................88 4.2.3 Método De La Señal De Referencia.................................................................................88 4.2.4 Método Del Procesamiento Espacial: .............................................................................89 4.3 CANALES DE COMUNICACIÓN INALAMBRICA. .......................................................90 Anexo 1..................................................................................................................................... 93 Anexo 2..................................................................................................................................... 96 Anexo 3................................................................................................................................... 102 CONCLUSIONES. .............................................................................................................. 103 TRABAJOS FUT UROS...................................................................................................... 104PregradoIngeniero(a) Electricista104 Páginasapplication/pdfspaUniversidad Tecnológica de PereiraIngeniería EléctricaFacultad de IngenieríasPereira620 - Ingeniería y operaciones afines::629 - Otras ramas de la ingenieríaAproximación a la teoría de antenas y síntesis de ArraysTrabajo de grado - Pregradoinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fTextinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisOrfanidis, Sophocles. 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La autorización otorgada se ajusta a lo que establece la Ley 23 de 1982. Con todo, en mi (nuestra) condición de autor (es) me (nos) reservo (reservamos) los derechos morales de la OBRA antes citada con arreglo al artículo 30 deopen.accesshttps://dspace7-utp.metabuscador.orgRepositorio de la Universidad Tecnológica de 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