Antena de cuatro cuadrados

Abstract

En este proyecto, se pretende diseñar y construir una antena con el objetivo de obtener el mayor ancho de banda posible, un tamaño relativamente pequeño, en una frecuencia de transmisión y recepción menor de 18 GHz y cuya impedancia se sitúe lo más cercano a un valor real. Para conseguir dichos requisitos, el tipo de antena ideal debe ser una antena de parche de cuatro cuadrados, que consiste en un array de parches de cobre con forma de cuadrados distribuidos dos por dos (2x2) y colocados sobre un sustrato. En primer lugar, se muestra una breve introducción acerca de la definición de una antena microstrip. Además, se indican varias ventajas y desventajas de la tecnología microstrip. A continuación, se presenta la historia de las antenas microstrip, así como algunas de sus aplicaciones y ejemplos en la actualidad. En el capítulo acerca de las especificaciones y restricciones de diseño, se muestran las especificaciones de cada componente de la antena y las restricciones que deben tenerse en cuenta a la hora de diseñar y construir la antena. En el capítulo acerca de la descripción de la solución propuesta, se muestra la solución propuesta para obtener los requisitos antes mencionados. Este capítulo incluye bocetos de la antena, además del procedimiento para poder diseñar la antena (realizado mediante el programa CST Studio Suite 2016) y construir la antena. En el capítulo de los resultados, se muestra cómo se ha llegado a determinar los parámetros necesarios para conseguir los objetivos de este proyecto, así como los resultados teóricos mostrados por el programa. Se muestra también el proceso de construcción de la antena, desde la realización del fotolito, pasando por la insolación de cada placa de circuito impreso, hasta la construcción manual de la antena. Después, se enseña la antena definitivamente construida y se muestran los resultados medidos tomados con un analizador de redes. Finalmente, se muestran los planos de la antena (realizados con un programa de ingeniería llamado AutoCAD 2008), el presupuesto necesario para la fabricación de la antena y las conclusiones que se han obtenido de este proyecto.
Abstract:
In this project, it is intended to design and build an antenna in order to obtain the largest possible bandwidth, a relatively small size, on a transmission and reception frequency lower than 18 GHz and whose impedance is closest to a real value. To achieve these requirements, the ideal antenna type should be a four-square patch antenna, which consists of an array of copper patches shaped like squares distributed two by two (2x2) and placed on a substrate. In the first place, a brief introduction is shown about the definition of a microstrip antenna. In addition, several advantages and disadvantages of microstrip technology are indicated. Then, the history of microstrip antennas is presented, as well as some of their applications and examples nowadays. In the chapter about specifications and design restrictions, the specifications of the antenna components and the restrictions that must be taken into account when designing and building the antenna are shown. In the chapter about the description of the proposed solution, the proposed solution to obtain the aforementioned requirements is shown. This chapter includes sketches of the antenna, as well as the procedure to design the antenna (made with CST Studio Suite 2016) and build the antenna. In the chapter of the results, it shows how the necessary parameters have been determined to achieve the objectives of this project, as well as the theoretical results shown by the program. It also shows the process of construction of the antenna, from the realization of the photolith, passing through the insolation of each printed circuit board, to the manual construction of the antenna. Then, the antenna is finally built and the measured results taken with a network analyzer are shown. Finally, the antenna blueprints (made with an engineering software called AutoCAD 2008), the necessary budget for the manufacture of the antenna and the conclusions obtained from this project are shown.