En este artículo se presenta una antena tipo lente de banda ancha en ondas milimétricas, en concreto en la banda Ka, con capacidad de escaneo del haz mediante el uso de tecnología de impresión 3D.
La antena propuesta, formada por varias estructuras periódicas compuestas por barras dieléctricas y de aire, se alimenta mediante una guía de onda estándar WR-28. Modificando el grosor de las barras dieléctricas, en relación al espesor de aire entre barras, es posible controlar la permitividad efectiva del material. Así, la distribución de fase en la apertura se modula de este modo para obtener un diagrama de radiación tipo flat-top, es decir, con un cierto ensanchamiento y una respuesta plana en el propio haz de radiación. Para conseguir el ensanchamiento de haz, se analizará una capa del material de fabricación, y posteriormente se seccionará la lente con capas de aire de mayor o menor grosor, en función de su proximidad al centro de la lente. Este tipo de diagramas son deseables para suprimir la interferencia de la región adyacente en escenarios de cobertura de rango angular completo, ya que pueden evitar dar lugar a un fallo de comunicación si existe un alto nivel de cruce entre dos haces adyacentes. Además, los diagramas tipo flat-top también permiten implementar un desapuntamiento continuo del haz principal de radiación de la antena sin que el rendimiento de la misma se vea afectado drásticamente.
En el otro plano principal de radiación se trabajará sobre el perfil de la lente con el fin de estrechar el haz de radiación e incrementar la ganancia total de la antena. Se estudiará el comportamiento electromagnético de la estructura de antena propuesta frente a las distintas posiciones de la misma, tanto separación respecto a la guía como desplazamiento lateral, con el fin de estudiar la capacidad de desapuntamiento máximo de la antena en dicho plano.
El desarrollo del proyecto comenzará con un estudio teórico en Matlab de todos los parámetros y dimensiones necesarias de la antena tipo lente. Posteriormente, mediante el software de diseño electromagnético CST, se diseñará y simulará la estructura, ajustando las dimensiones y materiales con el objetivo de optimizar la directividad, coeficiente de reflexión, uniformidad de fase mediante la lente dieléctrica, etc.
Por último, una vez finalizado el estudio teórico y el diseño de la antena mediante software electromagnético especializado, se planteará llevar a cabo su fabricación mediante tecnología de impresión 3D para conseguir un prototipo funcional que permita validar experimentalmente las simulaciones realizadas, tanto en radiación (cámara anecoica) como en parámetros S.
En este artículo se presenta una antena tipo lente de banda ancha en ondas milimétricas, en concreto en la banda Ka, con capacidad de escaneo del haz mediante el uso de tecnología de impresión 3D.
La antena propuesta, formada por varias estructuras periódicas compuestas por barras dieléctricas y de aire, se alimenta mediante una guía de onda estándar WR-28. Modificando el grosor de las barras dieléctricas, en relación al espesor de aire entre barras, es posible controlar la permitividad efectiva del material. Así, la distribución de fase en la apertura se modula de este modo para obtener un diagrama de radiación tipo flat-top, es decir, con un cierto ensanchamiento y una respuesta plana en el propio haz de radiación. Para conseguir el ensanchamiento de haz, se analizará una capa del material de fabricación, y posteriormente se seccionará la lente con capas de aire de mayor o menor grosor, en función de su proximidad al centro de la lente. Este tipo de diagramas son deseables para suprimir la interferencia de la región adyacente en escenarios de cobertura de rango angular completo, ya que pueden evitar dar lugar a un fallo de comunicación si existe un alto nivel de cruce entre dos haces adyacentes. Además, los diagramas tipo flat-top también permiten implementar un desapuntamiento continuo del haz principal de radiación de la antena sin que el rendimiento de la misma se vea afectado drásticamente.
En el otro plano principal de radiación se trabajará sobre el perfil de la lente con el fin de estrechar el haz de radiación e incrementar la ganancia total de la antena. Se estudiará el comportamiento electromagnético de la estructura de antena propuesta frente a las distintas posiciones de la misma, tanto separación respecto a la guía como desplazamiento lateral, con el fin de estudiar la capacidad de desapuntamiento máximo de la antena en dicho plano.
El desarrollo del proyecto comenzará con un estudio teórico en Matlab de todos los parámetros y dimensiones necesarias de la antena tipo lente. Posteriormente, mediante el software de diseño electromagnético CST, se diseñará y simulará la estructura, ajustando las dimensiones y materiales con el objetivo de optimizar la directividad, coeficiente de reflexión, uniformidad de fase mediante la lente dieléctrica, etc.
Por último, una vez finalizado el estudio teórico y el diseño de la antena mediante software electromagnético especializado, se planteará llevar a cabo su fabricación mediante tecnología de impresión 3D para conseguir un prototipo funcional que permita validar experimentalmente las simulaciones realizadas, tanto en radiación (cámara anecoica) como en parámetros S. Read More
Related posts:
Antena Rectangular con Ranuras y Muescas para Aplicaciones Biomédicas
Diseño y miniaturización de antena IFA (Inverted F Antenna) de muy bajo perfil para comunicaciones 5G y satelitales
Análisis y diseño de una antena plana de polarización circular en banda milimétrica para nuevas tecnologías 5G
Diseño y análisis de una planta fotovoltaica conectada a red
Una Muralla de Cuidados. Centro de Cuidados Paliativos en Villaverde Industrial.
Prototipo funcional para la medición y consulta de nivel UV utilizando el internet de las cosas