Diseño de array de ranuras conformado sobre tecnología de guía de onda circular para cobertura omnidireccional de alta ganancia en banda Ka

Melendro Jiménez, Javier (2020). Diseño de array de ranuras conformado sobre tecnología de guía de onda circular para cobertura omnidireccional de alta ganancia en banda Ka. Proyecto Fin de Carrera / Trabajo Fin de Grado, E.T.S.I. Telecomunicación (UPM), Madrid, España.

Description

Title: Diseño de array de ranuras conformado sobre tecnología de guía de onda circular para cobertura omnidireccional de alta ganancia en banda Ka
Author/s:
  • Melendro Jiménez, Javier
Contributor/s:
  • Sánchez Olivares, Pablo
Item Type: Final Project
Degree: Grado en Ingeniería de Tecnologías y Servicios de Telecomunicación
Date: 17 June 2020
Subjects:
Freetext Keywords: Antena, array, ganancia, guía de onda, frecuencia, modo de propagación, dieléctrico, parámetros S, coeficiente de acoplo, ranura.
Faculty: E.T.S.I. Telecomunicación (UPM)
Department: Señales, Sistemas y Radiocomunicaciones
Creative Commons Licenses: Recognition

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Abstract

Este Trabajo de Fin de Grado tiene como objetivo llevar a cabo el estudio y diseño de un array de ranuras de alta ganancia conformado sobre una guía de onda circular que permita obtener una cobertura omnidireccional en el plano de azimuth pero directiva en el plano de elevación. La antena seguirá una topología de alimentación por onda progresiva en la que el punto de alimentación es común. La señal se propaga a lo largo de la guía de alimentación y las ranuras van acoplando y radiando la señal gradualmente. La ventaja de esta topología respecto a una alimentación en paralelo es que es mucho más compacta y no es necesaria una red de alimentación como tal, sino que la propia guía integrada con las ranuras actúa como red distribuidora. La desventaja que presenta es que la fase de la señal radiada por cada elemento del array viene dada por la distancia entre elementos. Esta distancia, determina por tanto la inclinación del haz principal de radiación. Los elementos deben estar a un múltiplo de la longitud de onda de la guía para que radien en fase y se genere un apuntamiento tipo broadside. Eso tiene dos problemas principales: En primer lugar, si el valor de la longitud de onda de la guía es superior al valor de la longitud de onda del aire, aparecerán lóbulos de difracción en el diagrama de radiación. Para solucionar este problema, se introduce un dieléctrico en la guía para poder reducir su longitud de onda y evitar así la aparición de lóbulos de difracción. En segundo lugar, el hecho de que los elementos estén en fase hace que las reflexiones de potencia que se dan en cada elemento se sumen también en fase provocando que las respuestas de reflexión a la entrada de la antena sean inaceptables. Se plantea una primera estructura de antena en la que cada elemento radiante es un anillo de ranuras. En esta estructura, se evidencia el problema de la elevada reflexión a la entrada comentado. Como solución, con el objetivo de mejorar los resultados de reflexión a la entrada de la antena, se propone una segunda estructura de antena en la que cada elemento radiante es un conjunto de tres anillos de ranuras. La motivación principal que conduce al diseño de este prototipo surge de la necesidad de crear una antena completamente funcional e innovadora orientada a formar parte de los sistemas de comunicación y aplicaciones del emergente sistema 5G. En cuanto a la metodología que se ha seguido en el estudio y desarrollo de las diversas partes de las que consta este proyecto, se ha llevado a cabo un análisis y optimización de cada uno de los anillos de ranuras que constituyen las diferentes secciones de la antena, para su posterior integración, conformando así el array de ranuras final. Por último, una vez finalizado el estudio teórico y modelado de la antena, se planteará llevar a cabo su impresión en 3D y posterior metalización, consiguiendo de esta forma la creación de un prototipo funcional listo para su incorporación en proyectos de comunicaciones 5G.

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Item ID: 62734
DC Identifier: http://oa.upm.es/62734/
OAI Identifier: oai:oa.upm.es:62734
Deposited by: Javier Melendro
Deposited on: 17 Jun 2020 10:25
Last Modified: 17 Jun 2020 10:25
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