Lab.Nº 2 - Resistencia de radiacion de una Antena PDF

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELECTRONICA GUÍA DE LABORATORIO

CÓDIGO: 1704147 ASIGNATURA: ANTENAS MICROONDAS Y FIBRA OPTICA PRIMERA UNIDAD:

TÍTULO: REESISTENCIA DE RADIACION DE UNA ANTENA

Nº 02

Docente: Mg. Huaita Bedregal Asencio Fecha: 2/05/2021

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA DE TELECOMUNICACIONES LABORATORIO DE: LINEAS DE TRANSMISION EXPERIENCIA N°: 02 TÍTULO DE LA EXPERIENCIA: REESISTENCIA DE RADIACION DE UNA ANTENA

Alumno(os):

Grupal Indiv. Total

1. Condori Poma Anderson Isaac

X

2. Mamani Aqquepucho Rodrigo Álvaro

X

3. Huaylla Hual Joseph Williams

X

4. Quispe Accostupa Wilson Emerson

X

5. Rojas Condori Edwin Isaías

X

Grupo: Semestre: Fecha de entrega:

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Docente: Mg. Huaita Bedregal Asencio

Hora:

I. OBJETIVOS • Comprender las nociones básicas de antenas. • Comprender la Resistencia de radiación de una antena

II. MARCO TEÓRICO Antenas En esta sección se hace un breve repaso de las principales características de las antenas y se emplean las herramientas de graficación basadas en la función polar para la gráfica de los patrones de radiación de dipolos de antenas de diferentes tamaños. Una antena es un dispositivo que convierte la energía electromagnética procedente de un generador a través de una línea de transmisión en energía electromagnética que se propaga en el espacio libre. La antena isotrópica es la antena fundamental y se puede ver como un punto que irradia energía en forma de una esfera en todas las direcciones con igual intensidad. El dipolo es una antena formada por dos líneas conductoras que irradian energía en la dirección perpendicular al dipolo con mayor intensidad. Otros tipos de antena son antena yagui, parabólica, helicoidal etc. Algunos de los principales parámetros que caracterizan una antena son: Impedancia de la antena, resistencia de radiación, ganancia, Directividad, patrón de radiación, y que se describen a continuación. Impedancia de la antena Es la impedancia que presenta la antena en el punto de alimentación y es el valor que debe considerarse para el acoplamiento de la antena al generador. Esta impedancia es un valor complejo dado por R = RA +jXA en donde R A es la parte puramente resistiva y X A representa la reactancia que puede ser inductiva o capacitiva. Se tienen dos casos para el dipolo: Dipolo de longitud l < ‫ ג‬/4 X A es reactancia capacitiva. Dipolo de longitud l > ‫ ג‬/4 :X A es reactancia inductiva.

Resistencia de radiación

La resistencia de radiación representa el valor de resistencia en ohm de una resistencia que al reemplazar a la antena disipa la misma potencia que irradia la antena. 2

La resistencia de radiación para un dipolo se determina mediante la siguiente fórmula: 𝑅𝑟𝑣 = 30 [cos(2𝛽𝐻) (𝑙𝑛

2𝐻

𝜋 2𝐻 + 1.722) − sin(2𝛽𝐻) + 4.83 + 2𝑙𝑛 λ ] λ 2

en donde 𝛽=

2𝜋 λ

representa la constante de fase y

𝐻 es la longitud del dipolo. PRACTICA A DESARROLLAR 1.- Elaborar u n a función en Matlab que calcule la resistencia de radiación de un dipolo de antena. Generar la función en MATLAB que determine la resistencia de radiación para un dipolo de longitud 1 function[Rv] = radiationres(H,fo) % Función que determina la resistencia de radiación % de un dipolo. % H es longitud del semipolo en mts % fo es la frecuencia de operación en MHz lambda = (300000000/fo); bet = (2*pi)/lambda; Rv = 30*( cos(2*bet*H)*(log((2*H)/lambda)+1.722) - (pi/2)*sin(2*bet*H) + 4.83+2*log((2*H)/lambda) );

Figura 1

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Nota: El dipolo de media onda lineal o dipolo simple es una de las antenas más ampliamente utilizadas en frecuencias arriba de 2MHz. En frecuencias abajo de 2 MHz, la longitud física de una antena de media longitud de onda es prohibitiva. Al dipolo de media onda se le refiere por lo general como antena de Hertz. 2.- Elaborar un programa script en Matlab que analice el comportamiento de la resistencia de radiación de una antena dipolo.

Para analizar el comportamiento de la resistencia dependiendo de la longitud del dipolo se grafica a continuación la relación Rrv con respecto a H /A.

Figura 2 Graficar el comportamiento de la resistencia de radiación con respecto a la longitud del dipolo para una señal de 10 MHz f=10000000; lambda=300000000/f; beta=(2*pi)/lambda; k=1; for L=0:0.01:1 ejex(k)=L; R(k)=radiationres(L*lambda, f) k=k+1; end plot (ejex,R) 4

Figura 3

3.- Elaborar otro programa script en Matlab, similar al ejemplo desarrollado en esta práctica, que analice el comportamiento de la resistencia de radiación de otro dipolo de antena. modificar la frecuencia f=20000000 y modificar la longitud del dipolo de 0 a 2 lambda. Mostrar el código fuente del programa y la gráfica obtenida. Presentar en archivo Word esta gráfica, comentario y conclusiones, así como el archivo m de Matlab. %frecuencia f=20000000 dipolo de 0 a 2 lambda. f=20000000; lambda=300000000/f; beta=(2*pi)/lambda; k=1; for L=0:0.01:2 ejex(k)=L; R(k)=radiationres(L*lambda, f) k=k+1; end plot (ejex,R)

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Figura 4 III. CONCLUSIONES Indique sus conclusiones de esta práctica • Con el uso de las ecuaciones mostradas en la teoría y con el uso de MATLAB, compilamos los programas para hallar el valor de la resistencia de radiación de una antena dipolo. • Analizamos el comportamiento de la resistencia la cual depende de la longitud del dipolo • Analizamos la resistencia de radiación con la variación de la frecuencia y longitud de onda (lambda). • Graficamos la relación Rrv con respecto a H /A, en la cual observamos como es la forma de la curva. • También graficamos las principales características de la antena basadas en la función polar en la que mostramos distintos patrones de radiación. • El código presento problemas al inicio, el cual lo solucionamos guardando el nombre radiationres como función. • Con la función ya declarada logramos compilar y obtener los resultados satisfactoriamente, • Para las gráficas siguientes no era necesario volver a crear la función ya que fue declarada al inicio de la práctica.

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IV.

TAREA: Busque en Internet tres videos que expliquen el cálculo y las mediciones de los parámetros de las antenas. Cite las direcciones y emita 5 conclusiones Links de los videos: • https://www.youtube.com/watch?v=3CNenyX2vKU • https://www.youtube.com/watch?v=EUHMl1vT2Is • https://www.youtube.com/watch?v=N-8GukuPLOg Conclusiones: • Concluimos que las antenas se consideran como partes de un circuito deseñado. • La suma de las resistencias de radiación con las perdidas nos resulta la resistencia de una antena. • Para polarizar una antena, primero se polarizan los campos electromagnéticos que son producidos y direccionados en una antena. • Cuando tenemos el valor de la impedancia compleja conjugada es cuando obtenemos la máxima potencia en antenas receptoras. • La relación de la potencia radiada por una antena a la suma de la potencia radiada y la potencia disipada es la eficiencia de la antena en mención.

V. BIBLIOGRAFÍA O REFERENCIAS UTILIZADAS EN EL DESARROLLO DE LA PRACTICA - MATLAB APLICADO A TELECOMUNICACIONES MAURICIO ORTEGA RUIZ, S.A. MARCOMBO, 2015. ISBN 9788426722058 - Atef R. Elsherbeni, Matthew J. Inman “Antena Diseño y Visualización usando MATLAB” Editorial SciTech Publishing, Inc., 2006 - Sergey N. Makarov “Antena and EM Modelando con MATLAB” Editorial, John Wiley & Sons, Inc., 2002

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