Disseny d'antenes Yagi-Uda basades en materials dielèctrics d'alta permitivitat

Autor: Bueno Díez, Miguel Ángel
Přispěvatelé: Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Teoria del Senyal i Comunicacions, Universität Stuttgart, Hesselbarth, Jan
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2012
Předmět:
Zdroj: Recercat. Dipósit de la Recerca de Catalunya
instname
UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPC
Universitat Politècnica de Catalunya (UPC)
Popis: [ANGLÈS] Dielectrics are insulators and they might therefore seem to be unlikely materials out of which to try and make antennas, but if they are excited in the right way they can be made to radiate very efficiently. Taking advantage of the properties of dielectric materials, a Yagi-Uda antenna based on a high-permittivity ceramic material operating at 3.68 GHz is described. The three-element array features a simulated directivity of approximately 8 dBi and a front-to-back ratio of 10.5 dB. Measured impedance match to 50 Ohm microstrip lines is better than -30 dB at the resonance frequency f = 3.68 GHz, exhibiting an input reflection which remains below -10 dB within the impedance bandwidth of about 10% with regard the resonance frequency. A half-power beamwidth (HPBW) of 101º in azimuth and 61º in elevation is obtained for the three-element Yagi-Uda array. The antenna has a boom length of about 0.56 wavelengths and a maximum parasite length of about 0.96 wavelengths. A simulated radiation efficiency of 94% is achieved. Measurements of input reflection and radiation characteristic are performed in the anechoic chamber in order to verify the results of the simulations, achieving a good agreement between them in terms of radiation pattern and impedance bandwidth. [CASTELLÀ] Los dieléctricos son materiales aislantes, por lo que puede parecer contrario al sentido común tratar de diseñar antenas con este tipo de materiales; pero si los dieléctricos se excitan de un modo adecuado, éstos pueden radiar de un modo muy eficiente. Aprovechando las propiedades de los materiales dieléctricos, se describe una antena de tipo Yagi-Uda basada en un material cerámico de alta permitividad operando a 3,68 GHz. El array de tres elementos alcanza una directividad simulada de aproximadamente 8 dBi, y una relación entre el lóbulo principal y el posterior de 10,5 dB. La medida de la adaptación de impedancias cuando se conecta la antena a una línea microstrip de 50 Ohm es mejor de -30 dB a la frecuencia de resonancia f = 3,68 GHz, mostrando un coeficiente de reflexión que se mantiene por debajo de -10 dB dentro del ancho de banda de impedancia de aproximadamente el 10% respecto a la frecuencia de resonancia. Se obtiene un ancho de haz a -3 dB (HPBW) de 101º en azimut y 61º en elevación para la configuración Yagi-Uda de tres elementos. La antena tiene una longitud entre el director y el reflector en términos de longitud de onda de 0,56 y una longitud máxima del parásito (reflector) en términos de longitud de onda de aproximadamente 0,96. Se consigue una eficiencia de radiación simulada del 94%. Se realizan medidas del coeficiente de reflexión y de la característica de radiación en una cámara anecoica con el fin de verificar los resultados de las simulaciones, consiguiendo una muy alta semejanza entre medidas y simulaciones. [CATALÀ] Els dielèctrics són materials aïllants i pot semblar contrari al sentit comú tractar de dissenyar antenes amb aquest tipus de materials; però si els dielèctrics s'exciten de la manera adequada, aquests poden radiar de manera molt eficient. Aprofitant les propietats dels materials dielèctrics, es descriu una antena del tipus Yagi-Uda basada en un material ceràmic d'alta permitivitat operant a la frequència de 3,68 GHz. L'array de tres elements aconsegueix una directivitat simulada d'aproximadament 8 dBi i una relació entre el lòbul principal i el posterior de 10,5 dB. La mesura de l'adaptació d'impedàncies quan es connecta l'antena a una línia microstrip de 50 Ohm és millor de -30 dB a la freqüència de ressonància f = 3,68 GHz, mostrant un coeficient de reflexió que es manté per sota de -10 dB dintre de l'ample de banda d'impedància d'aproximadament 10% respecte a la frequència de ressonància. S'obté un ample de feix a -3 dB (HPBW) de 101º en azimut i 61º en elevació per a la configuració Yagi-Uda de tres elements. L'antena té una llargada (de director a reflector) en termes de longitud d'ona de 0,56 i una longitud màxima de paràsit (reflector) en termes de longitud d'ona d'aproximadament 0,96. S'aconsegueix una eficiència de radiació simulada del 94%. Es realitzen mesures del coeficient de reflexió i diagrames de radiació en una cambra anecoica per tal de verificar els resultats de les simulacions, aconseguint una molt bona semblança entre mesures i simulacions.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: