informe helicoidal

7/31/2019 Informe Helicoidal

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UNIVERSIDAD TECNOLGICA METROPOLITANA - FACULTAD DE INGENIERA DEPARTAMENTO DE ELECTRICIDAD -ESCUELA DE ELECTRNICA- Asignatura: Laboratorio deTransmisores y Antenas

INTRODUCCIN

Primero que todo, una antena segn laIEEE se define como parte de un sistema detelecomunicaciones, transmisor o receptor,

diseado especficamente para irradiar o recibir

ondas electromagnticas. Est muy claroque existen muchos tipos de antenas, por lo que

para trabajar en esta frecuencia se pueden utilizardistintos modelos de antenas, como por ejemplo:

-Monopolar: Posee polarizacin lineal(Vertical)

Ganancia tpica de 2-6 dB. No posee lmites de

frecuencia. Ancho de banda 10%

-Dipolo /2: Posee polarizacin lineal

(vertical). Ganancia tpica 2 dB. Lmite de frecuencia

superior 8 Ghz.

Ancho de banda 10%-Discono:

Polarizacin lineal (Vertical).Ganancia tpica 2 dB.Ancho de banda 100%.Lmite de frecuencias 30 [Mhz]

a 3 [Ghz].-Lazo Alford:

Posee polarizacin lineal(Horizontal).

Ganancia tpica -1 dB. Lmite de frecuencias 11

[Mhz] a 12 [Ghz]. Ancho de banda 10%.-Hlice en modo axial:

Posee polarizacin circular(LHC).

Ganancia tpica 10 dB. Lmite de frecuencias 100

[Mhz] a 3 [Ghz]. Ancho de banda 52%

-Hlice en modo Normal: Posee polarizacin circular. Ganancia tpica 0 dB. Lmite de frecuencias 100


- Espiral: Posee polarizacin circular

(LHC). Ganancia tpica 2-4 dB. Lmite de frecuencias

50[Mhz] a 18[Ghz]. Ancho de banda 160%

- Espiral cnica: Posee polarizacin circular

(LHC).

Ganancia tpica 5-8 dB. Lmite de frecuencias 50

[Mhz] a 18 [Ghz]. Ancho de banda 120%.

- Hlice en modo axial: Posee polarizacin circular

(LHC). Ganancia tpica 10 dB. Lmite de frecuencias 100


-Espiral cnica de cuatro brazos:

Posee polarizacin circular(LHC). Ganancia tpica 0 dB. Lmite de frecuencias 500


Se pueden apreciar las diferencias en losanchos de banda de cada modelo as como las

DISEO, CONSTRUCCIN Y PRUEBAS RELIZADAS A UNA ANTENA DE TIPO HELICOIDAL PARA 2.4GHZ 2


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UNIVERSIDAD TECNOLGICA METROPOLITANA - FACULTAD DE INGENIERA DEPARTAMENTO DE ELECTRICIDAD -ESCUELA DE ELECTRNICA- Asignatura: Laboratorio deTransmisores y Antenasfrecuencias sobre las que trabajan, la antena detipo hlice es fcil de construir, y se prefiri elmodelo tipo axial obviamente por su mayor

potencia en relacin al modo normal, la que poseeun patrn de radiacin de la siguiente semejante aeste:

Fig. n1 : Patrn generado por una antenahelicoidal en el que se pueden apreciar la descomposicindel campo elctrico en componentes ortogonales y como sedescribe el posicionamiento de la direccin de un haz deacuerdo a los ngulos , y como estn definidos suscomponentes de ortogonales de campo elctrico .

El ancho del haz vara dependiendo del diseo dela antena al igual que los lbulos laterales y posteriores.

Fig. n 2: Corte del patrn de radiacin encoordenadas cartesianas. Se han considerado loslbulos laterales y traseros.

Fig. n 3: Corte en coordenadas polares deldiagrama de radiacin, donde se aprecian los lbuloslaterales y los traseros adems del lbulo principal para uncaso particular de 74 de apertura de haz entre los primerosnulos.

PARMETROS IMPORTANTES PARA LA

CONSTRUCCIN DE LA ANTENA

1.-Ancho del haz (HPBW):De vital importancia para el diseo a

realizar, define la apertura en el diagrama deradiacin del lbulo principal (Fig. n ). Enrelacin al patrn de radiacin de cualquierantena, se puede expresar en tres dimensiones y

por lo tanto en coordenadas esfricas, las quepermiten dividir el patn de radiacin, o ms bienla direccin en la que se orienta el campo elctricoasociado a la onda en dos, definido de formaangular por y (fig. n ), este campo de

radiacin normalizado, representado por:

MXE

EE

),(

),(),(

= Ec. 1

Toma el valor 0.7071 cuando estamos enpresencia de la potencia media, o a -3 dB y enconsecuencia al valor de que nos interesasaber (de acuerdo ala figura n......), y se puedecalcular:

[deg]52

nSCHPBWEc.2

HPBW: Half power beam width

nSCBWFN

115= [deg]Ec.3



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BWFN: Beam width between first nulls

Fig. n 4: Ancho del haz de media potencia en escala.

2.-Ganancia:

Corresponde a una relacin entre lacantidad de potencia radiada en una direccin y

la cantidad de potencia que radiara una antena

isotrpica a igual distancia y potencia entregadas

a la antena. Esta cantidad es menor que laDirectividad de la antena debido a las prdidashmicas de la misma, se considera que la relacinentre la ganancia y la directividad es la eficienciade la antena.

G=k*D Ec.4

k: eficiencia de la antena.

ePSrG ),(4),( 2 = Ec.5

Si no se especifica el ngulo se refiere a laganancia mxima.

En particular voy a usar la frmula:

][1

][**)/log(108.11

2

2

WattHPBW

G

dBiSNCG

=

+=

Ec.6

G: gananciaN: nmero de espiras

Para calcular la ganancia terica de laantena y luego voy a comparar con los resultados.

3.-Impedancia:Este parmetro se asocia directamente al

tipo de conductor que se utiliza en la fabricacin,pero ms de lo que pudiese significar en cantidad,

cobra relevancia a la hora de ajustarlo con laimpedancia del otro lado del conector, debido aque la potencia perdida por retorno ser disipadaen la estructura de la entena y por lo tantomientras mayor la impedancia mayor prdida enrelacin al ROE.

4.-Radio Axial:Tambin se conoce comoIncreased Directivity

y corresponde a la relacin entre los ejes mayor ymenor de la elipse de polarizacin. Conesta definicin es fcil predecir que entre mayorsea el nmero de espiras la polarizacin tiende aser circula (la forma de la polarizacin tambindepende del desfase de los componentes decampo).

N

NR A

2

12 += Ec.7

RA: Radio axial de la antena

Los primeros dos parmetros sonimportantes, pero independientes, pero los

parmetros 3 y 4, dependen del espaciamiento (oel ngulo) y nmero de espiras y de la frecuenciaque se va a usar. Estos cuatro parmetrosdeterminarn el ancho de banda disponible para latransmisin, es decir estos parmetros deben tenervalores satisfactorios dentro de todo el ancho de

banda que se pretenda utilizar para la frecuenciacorrespondiente C = 1. Tambin influyen en

estos parmetros, el tamao del reflector, suforma, el espesor del conductor, la estructura desoporte de la antena y la forma de alimentar laantena.

Existen muchos parmetros a considerara la hora de disear una antena, claro quedependiendo de la necesidad del dispositivo, peroes bueno indagar en el comportamiento de laantena.

5.-Directividad:Es la razn de la mxima densidad

espectral de potencia a la que su valor promedio

sobre una esfera es observado en el campo lejanode una antena. Corresponde a la relacin entrela densidad de potencia radiada en una direccin,

a una distancia, y la potencia que radiara a la

misma distancia una antena isotrpica, a

igualdad de potencia total radiada.



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rP

SrG

),(4),( 2

= Ec.8

Para efectos de mis clculos voy a utilizar unaecuacin simplificada pero que guarda ladefinicin:

nSCD 12 Ec.9D: directividad

Todos los clculos sujetos a lasrestricciones siguientes:

3

1412

15.18.0

>

n

C

6.-Polarizacin en la antena:

La polarizacin de la onda corresponde ala figura geomtrica determinada por el extremo

del vector que representa al campo elctrico

radiado y su sentido de giro visto por un

observador situado en la antena y en un plano

estacionario perpendicular a la direccin de la

propagacin mientras la onda circule por el

plano.Recordando que el vector de campo

elctrico es perpendicular al campo magntico yal sentido de desplazamiento, el sentido de girodel campo, para una onda que se aleja delobservador, determinar si la seal est polarizada

a izquierda o derecha (en contra o a favor de lasmanecillas del reloj respectivamente), yvectorialmente se puede descomponer en:

Ec.10

Fig. n 5: Esquema de radiacin directivo en elplano Z y sus componentes ortogonales de campo elctricodeterminados en un punto E( , ).

Fig. n 6: Descomposicin del campo elctrico en doscomponentes ortogonales, tal como se dijo en el prrafoanterior, pero visto desde el eje Z, donde tambin se puedeapreciar su polarizacin.

Fig. n 7: Detalle de la polarizacin de la antena de acuerdoal campo elctrico.

Si de la ecuacin correspondiente a losvectores ortogonales del campo elctrico seelimina la variable tiempo se obtiene:

Ec.11

Si se considera que cualquier onda sepuede descomponer en vectores ortogonales,tambin estas componentes pueden ser

polarizaciones lineales ortogonales, aplicando este



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principio cualquier antena se puede descomponeren ondas polarizadas circularmente a la derecha oizquierda. Cuando ambas componentes

poseen la misma magnitud y ngulo de desfase de90 la polarizacin es circular, correspondiendo aun caso particular de la polarizacin elptica aligual que la polarizacin lineal, que se puedeclasificar en vertical, horizontal o inclinada.

Fig. n 8: Polarizacin como funcin de losvectores ortogonales de campo y del ngulo de fase .

El sentido de giro tanto de la polarizacincircular como elptica puede ser a la derecha si < 0 o izquierda si > 0. Los casos en que vale0 o 180 corresponden a polarizacin lineal aligual que si los vectores ortogonales del campoelctrico E y E valen 0, por otro lado si lasmagnitudes de estos vectores son idnticas:

|E| = |E |Y el ngulo de desfase = 90 o -90 la

polarizacin es circular.

7.- El ancho de banda:Es una medida que corresponde a cuanto

puede variar la frecuencia mientras se obtiene un

valor aceptable de VSWR, para calcularlo nospodemos referir a banda estrecha o banda ancharespectivamente, de esta forma:

Inferior

Superior

Central

InferiorSuperior

F

FB

F

FFB

=

=

)(%

Ec.12

En cuyo caso una antena es consideradade banda ancha si su relacin est sobre 2.

El ancho de banda para la antenahelicoidal en particular estar afecto a lainclinacin de las espiras o pitch angle, ademsdel espesor del conductor que se utilice.

8.-Regiones del campo radiado por la antena:

-Campo prximo reactivo: el campo reactivo espredominante para r < .

-Campo prximo radiante (Zona de Fresnel):Zona intermedia entre el campo reactivo y elcampo lejano, predominan los campos deradiacin, pero la distribucin angular es funcinde la distancia a la antena.

-Regin de campo lejano (zona de radiacin o deFraunhofer): La distribucin angular del campo esindependiente de la distancia r a la antena.

Para una antena que se encuentrairradiando, durante la mitad del ciclo la potenciaque se irradia se guarda temporalmente en elcampo cercano, durante la segunda mitad del ciclo

esta potencia retorna a la antena, similar a comolos inductores absorben y ceden energa, por loque a veces se le llama campo de induccin, y laenerga que alcanza el campo lejano sigueirradiando lejos y no retorna a la antena, por esose le llama zona de radiacin.

Fig. n 9: Descripcin de los campos de radiacin de unaantena.

EL ANRITZU

Este instrumento es un analizador deespectro de mano, que permite analizar,monitorear y medir entornos de transmisin, estoincluye la determinacin de ROE de antenas y

prdidas de potencia en los cables utilizados conese fin, as como en las coplas (a pesar de queestn normadas), la medicin que entrega elinstrumento es bastante precisa y lo utilizar paramedir los factores antes mencionados en miantena.



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Fig. n 10 : El Anritzu a utilizar en las mediciones de laantena helicoidal.

Este instrumento consta de varios elementosasociados a su uso como por ejemplo coplas paracalibracin, las que estn hecho de un material de

poca resistividad para altas frecuencias, ademsde un cable de pruebas y la carga a conectar en losterminales open y short.

Este aparato consta de un tecladonumrico y de funciones, adems de un tecladointeractivo desplegado en la pantalla que cambiade acuerdo a la actividad que se est realizando(Fig. n 11).

Fig. n 11: descripcin del panel frontal del instrumento, endonde se aprecian las teclas de funciones tanto como elteclado para el men activo.

Pero en general dentro de lasprestaciones del instrumento, me intereso en comose determinan las prdidas por ROE de la antena ylas prdidas en cables, las que se revisan a

continuacin.

Medicin del ROE: Una vez que la antenaha sido construida se debe medir el ROE con elAnritzu, instrumento que permite obtener estamedida de una antena conectada a su Terminalcoaxial, para lo que se debe proceder de lasiguiente forma:

-Se debe calibrar el instrumento, enespecial se debe prestar atencin a la temperatura.

-Para calibrar el instrumento se presionamode, lo que da las opciones a medir y entoncesselecciono calibrar VSWR y se escoge la banda defrecuencias, despus de hacer la medicin en unos3 a 4 segundos, puedo realizarla de nuevo conSTART CALL (3).

-El siguiente paso es conectar las coplasal instrumento

Respecto del instrumento podemos entregaralgunos datos interesantes como:

Fig. n 12 : Tabla de caractersticas del anritzu



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Fig. n 13: Continuacin de la tabla de caractersticas delAnritzu.

De las tablas anteriores podemos rescatarlos rangos de frecuencia de operacin, que seencuentran entre 1 MHz y los 3GHz con unaganancia de 20 dB, y su rango completo defrecuencia es de 100 kHz a 3 GHz, y su rango demuestra va desde los 20 dB a los -95 dBm; surango de entrada es de 23 dBm.

Hay que destacar que la toma demuestras con el instrumento son susceptibles acambios de temperatura, por lo que es posible noconseguir una respuesta idntica para los mismoselementos en das diferentes, es decir, si hacemosuna medicin de enlace un da y la repetimos con

las mismas antenas otro da, es posible que losresultados sean diferentes de acuerdo a lasatenuaciones medidas o incluso pueden existirvariaciones sobre la medicin del ROE (Quetambin puede ser afectado por la manipulacinentre un da y otro).

DISEO

PRIMER DISEO:

d =0.002 [mt]

(pitch angle) = 12D = 40 [mm]S = C* tg () = 0.1256 * tg (12) = 26.7 E-3 [mt]N = 10 [espiras]

G=11.8 + 10*log(1.005)2 * 10 * 0.00250664 =15.79 [dBi]

HPBW = 35.4 [deg]

G = 1 / (35.4)2 =0.798 [mWatt]

HPFN = 115 / 1.00531 * 1.4615 = 72.27 [deg]

D = 12 * 1.01065 * 10 * 0.2136 = 25.905

Este diseo corresponde a una antena depolarizacin izquierda y una vez realizado, secompara con los diseos de antenas con ngulosde elevacin de la espira mayor.

SEGUNDO DISEO:

d =0.002 [mt](pitch angle) = 13

D = 40 [mm]S = C* tg () = 0.1256 * tg (13) = 2.89 E-2 [mt]N = 15 [espiras]

G=11.8 + 10*log (1.005)2 * 15 * 0.232 = 17.25[dBi]

HPBW = 27.73[deg]

G = 1 / (27.73)2 =1.3 [mWatt]

HPFN = 115 / 1.00531 * 1.4615 = 61.34 [deg]

D = 12 * 1.01065 * 15 * 0.232 = 42.24

Diseo que tambin corresponde a una antena de

polarizacin izquierda.

TERCER DISEO:

d =0.002 [mt](pitch angle) = 14

D = 40 [mm]S = C* tg () = 0.1256 * tg (14) = 3.133E-2 [mt]N = 15 [espiras]

G=11.8 + 10*log (1.005)2 * 15 * 0.2136 = 16.9[dBi]

HPBW = 28.91 [deg]

G = 1 / (28.91)2 =1.197 [mWatt]

HPFN = 115 / 1.00531 * 1.939 = 59.01 [deg]

D = 12 * 1.005* 15 * 0.25064 = 45.59



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Se compar los tres modelos, de los queme qued con los dos modelos para 15 espiras,debido a su mayor potencia, pero de acuerdo alancho de banda que debe tener la antena, meinclin por la de 13 de elevacin del ngulo deespira, para no estar tan al lmite en el rango(Porque an hay que lidiar con la fabricacin de laantena y prefiero dejar un pequeo margen deerror para el ngulo en cuestin).

CONSTRUCCIN DE LA ANTENA

En relacin a la construccin de la antenatengo que decir que debe cuidarse la prolijidad ensu construccin, sobre todo en el adaptador deimpedancias y en la forma que realizamos elarrollamiento del cable sobre el tubo, es de vitalimportancia verificar el ROE de la antena encuestin, y como para esto hay que tener

terminada la antena (con el conector tipo N paraconectar el Anritzu), es lgico que la fabricacindel adaptador de impedancias se realice al ltimo,

porque es necesario modificarlo hasta que lasmediciones de ROE sean satisfactoriamente bajas,se sabe que los valores ptimos de ROE seencuentran por debajo de 1.5 (correspondiendo auna prdida aproximada al 20 %) a cualquierfrecuencia que se vaya a utilizar, pero en trminosde la potencia a transmitir, siempre debe existir la

bsqueda del mnimo de prdidas asociadas, paralo que el factor a obtener debe ser 1.

16.0*Pr

*Pr

4.0

5.11

1

11

2

Pincidenteeflejada

Pincidenteeflejada

VSWRsiVSWR

VSWR

VSWR

==

==+

=

+=

Ec.13

De acuerdo a este ltimo clculo se veque existe una prdida del 16% de la potenciaincidente para la transmisin lo que es bastante.

La antena para poder captar la frecuenciadeseada debe estar construida de forma que eldimetro de la circunferencia descrita por la hlice

sea idntico a , y a partir de esto calcular el

espaciamiento necesario entre cada espira pararespetar el diseo, tal y como se describe en lafigura siguiente:

Fig. N 14: Parmetros geomtricos de una hlice, donde S:espaciamiento entre espiras; D: dimetro de lacircunferencia; d: espesor del conductor

De la figura anterior se puededescomponer el largo de cada espira y el

espaciamiento de acuerdo a la siguiente figura:

FIG. N 15: Obtencin de los parmetros de diseo, endonde C=D y = arccos(C/L).

Una vez obtenidos los parmetros, se

puede comenzar con la fabricacin, siempre seescoge un ngulo de elevacin para calcular losotros datos, esto tomando en cuenta lasvariaciones en el ancho de banda segn sea elcaso, detalle que describo ms adelante.

La antena en cuestin, como modelo,posee lneas de campos elctricos transversales,correspondientes al modo axial o beam on axis(T1R1) segn KRAUSS, que como ya dije poseemayor potencia que su par de modo normal, que asu vez cobra relevancia solo cuando el largo de laespira (L) es mucho menor que la longitud de

onda ( ).

El modelo Axial que yo desarrollo poseeun C o bien C 1 con un pequeo ngulo deelevacin de la espira. Este modo poseeregiones positivas y negativas de carga separadoaproximadamente por vuelta de espira (o bienel lado opuesto de la hlice). Para modos detransmisin de mayor orden, necesito disear mi



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UNIVERSIDAD TECNOLGICA METROPOLITANA - FACULTAD DE INGENIERA DEPARTAMENTO DE ELECTRICIDAD -ESCUELA DE ELECTRNICA- Asignatura: Laboratorio deTransmisores y Antenasantena con mayores valores C, obteniendo las

polarizaciones de espira descritas en la figura.

Fig. n 16: distribucin de carga instantnea enantenas helicoidales de distintos tipos: (a)C


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La segunda antena emple otro mtodo,primero emparej las imperfecciones en latrayectoria de alambre de cobre lo ms posible,

para que fuera ms fcil conservar la lnea de laespira, una vez hecho esto marqu las distanciasentre las espiras sobre el tubo de PVC (Fig. n ),

para as seguir la trayectoria fcilmente, de estaforma es muy fcil mantener la inclinacinrequerida por el diseo.

Fig. n 17: Detalle de las marcas de las espiras de la antenaen un ejemplar de 6 espiras.

Montaje del cable de cobre: Para evitar loengorroso de ir espira por espira pegando elalambre sobre el tubo, enroll el alambre todo deuna vez (previo clculo del largo mnimo para 15espiras), lo que me dej =0 con un arrollamientoms parecido a un resorte que a una antena.

Fig. n 18: Espiras dispuestas de forma horizontal, las que acontinuacin deben acomodarse en el patrn dibujado sobre

el tubo.

Una vez enrollado de esta forma elalambre, lo apret lo ms posible para quemantuviese su forma, luego de esto, al ir estirandode a poco desde la punta del cable enrollado en eltubo, el cable cede de forma homognea. Ya en

este punto solo falta fijar el cable con pegamentou otro medio al tubo, en mi caso, perfor el tuboen los dos extremos para mantener el alambre fijoel mayor tiempo posible en la posicin que yoescog mientras se secaba la silicona con que fijtodo el conjunto (Fig. n19).

Foto de la antena sin reflector

Fig n 19: Montaje de la antena en su etapa de fijacin delcable

El reflector: El siguiente paso es hacer elreflector, que mide 19 [cm.] de dimetro (puedeser circular o cuadrado), y deben hacerse losorificios necesarios para nuestro diseo, es decir,el agujero para la base de la antena, as como parael conector tipo N (Fig. n 20).

Fig. n 20: Reflector de aluminio con los tornillospara la base de la antena y el conector Tipo N.

El hecho de que sea circular o cuadrado,no va afectar en la forma de reflejas las ondas,

para mi caso realic el crculo con una sierracaladora tradicional de la que se usan en madera(el aluminio es bastante blando).



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swr leo Ro leo

1,4 0,16666667

1,37 0,15611814

1,33 0,1416309

1,23 0,10313901

1,12 0,05660377

1,11 0,05213271,15 0,06976744

1,24 0,10714286

1,34 0,14529915

1,42 0,17355372

1,36 0,15254237Tabla n 1: Tabla de datos correspondiente a VSWR deLeonardo Martnez (ANTENA N1).

Roe para antenas Helicoidales

1

1,1

1,2

1,3

1,4

1,5

1,6

1,71,8

2400 2420 2440 2460 2480 2500MHz

Veces

Roe claudioRoe JaimeRoe Leo

Fig. n 24: Grfica comparativa de los tres ROEinvolucrados en los enlaces, hay que destacar que solo setomaron los valores a la frecuencia de las muestras paragenerar esta grfica.

De forma comparativa a los valoresobtenidos se puede decir que la antena n 3 tienesu ROE ms bajo y por lo tanto menores prdidasen las primeras frecuencias de trabajo (Claudio),

bajo los 2440 MHz, la antena n 2 (Jaime) poseesus ROE ms bajos en las frecuencias ms altasdel rango que se midi, esto es de 2450 a los2500 MHz y la antena n 1 (Leo) tiene sus ROE

bajos en las frecuencias centrales del rango encuestin.

Una vez que se dispuso de las antenas dela forma descrita en la figura n 22, se

transmitieron 6 dBm desde el Anritzu a distintasfrecuencias entre 2400 y 2500 MHz, lo que nosarroj la siguiente tabla de datos.

Antenas 1-2 Antenas 2-3 Antenas 3-1leo/jaime claudio/jaime leo/claudio

Prx1(dBm) Prx2(dBm) Prx3(dBm)

-42 -53 -48

-43 -54 -48

-45 -56 -48

-45 -60 -45

-45 -65 -47

-46 -60 -47

-45 -58 -46

-44 -54 -45

-43 -51 -49-43 -50 -49

-43 -49 -49Tabla n 2: Datos tomados del analizador de espectro paralos tres enlaces a las frecuencias de 2400 a 2500 MHz.

Se observa claramente que la primeramedicin corresponde a una polarizacin directaentre las antenas participantes, debido a la menoratenuacin existente en relacin a los otros dosenlaces correspondientes a polarizacionesinversas. Para estas polarizaciones seaprecia un promedio de atenuacin de 11 dBm en

el peor de los casos (segundo enlace donde existemayor atenuacin), y en el caso del tercer enlaceel promedio llega a 3 dBm de atenuacin enrelacin a la polarizacin directa. Llamaron miatencin las muestras tomadas para los 2490 y2500 MHz en donde los resultados son idnticos

para ambas polarizaciones inversas y lacomparacin entre las muestras a los 2430 MHz

para las antenas 1-2 y 1-3, que por el hecho deser polarizaciones directa e inversarespectivamente debieran tener una diferenciamayor.

Con estos datos y la informacin del ROE de cadaantena se pudo calcular la ganancia de cada antenade la siguiente forma:

-Primero se calcul la potencia de salidareal desde la antena transmisora hacia lareceptora, para esto se midi directamente la

potencia de salida del Anritzu en 6 dBm, lo quenos arroj una medida de 2 dBm reales a los quehay que restarle las prdidas del cable hacia laantena transmisora y las prdidas por retorno en lamisma.

)1(*

*2

2

=

=

= =

incidenteTX

incidenteretorno

incidentecableAnritzu

retornocableAnritzuTX

PP

PP

PPP PPPP

Ec.15

-Los datos obtenidos en el Analizador deespectro estn ms atenuados de lo que real mentese recibe en la antena, por lo que hay que efectuar



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UNIVERSIDAD TECNOLGICA METROPOLITANA - FACULTAD DE INGENIERA DEPARTAMENTO DE ELECTRICIDAD -ESCUELA DE ELECTRNICA- Asignatura: Laboratorio deTransmisores y Antenasun clculo parecido al hecho para la transmisin yobtener la potencia real en la antena receptora.

)1(

)1(*

2

2

2

=

==

+=

+=

recibidaincidente

recibidaIncidente

incidentereflejada

cableAnalizadorrecibida

recibidareflejadaIncidente

PP

PPPP

PPP

PPP

Ec.17

-Con estos clculos preliminarespodemos despejar los pares de ganancias a partirde la ecuacin de Friis:

2

21

2

21

**4*

**4*

=

=

d

P

PGG

dPGGP

TX

recibida

TXrecibida

Ec.18

d: distancia entre las antenas.: Longitud de onda para la frecuencia de

trabajo.G1: Ganancia de la antena transmisora.G2: Ganancia de la antena receptora.

-Entonces utilizando esta ecuacin yreemplazando los datos para los tres enlaces quese efectuaron obtendremos las ganancias porenlace separadamente (3).

-Luego trabajamos con un sistema deecuaciones sencillo de tres incgnitas paradespejar las tres potencias.

Pot. Anritzu dBm cable tx Pot. incidente

2 1,3 0,7

2 1,27 0,73

2 1,3 0,7

2 1,32 0,68

2 1,26 0,74

2 1,11 0,89

2 1,23 0,77

2 1,27 0,73

2 1,24 0,76

2 1,18 0,82

2 1,31 0,69Tabla n 3: Representa la obtencin de la potencia incidenteen la antena y en resumen la potencia de de donde sereflejan las prdidas dependiendo del Ro obtenido.

Para calcular la potencia reflejada partir de losROE que se midieron utilizo la ecuacin 6, lo quellevndolo a decibeles arroj los siguientesresultados:

Pot.Refl.Tx1 enmWatt

Pot.Refl.Tx2en mWatt

Pot.Refl.Tx3en mWatt

0,032636043 0,00644663 0,032636040,028834124 0,00561995 0,02883412

0,023567637 0,01183433 0,02356764

0,012440732 0,02625826 0,01244073

0,003799188 0,04922163 0,00379919

0,003335957 0,07796434 0,00333596

0,005811732 0,09036015 0,00581173

0,013580834 0,08826179 0,01358083

0,025149313 0,07549076 0,02514931

0,036380432 0,05452232 0,03638043

0,02727602 0,03638455 0,02727602Tabla n 4: Potencia reflejada en mWatt para la

transmisin.Se aprecia proporcionalidad enconformidad con los valores de ROE obtenidos

para las antenas.

Tx1 mWatt Tx2 mWatt Tx3 mWatt

1,142261512 1,168450929 1,1422615

1,154207432 1,177421603 1,1542074

1,151329918 1,163063222 1,1513299

1,157058659 1,143241129 1,1570587

1,18196956 1,136547119 1,1819696

1,224103274 1,149474889 1,2241033

1,188176372 1,103627958 1,1881764

1,169460722 1,094779771 1,16946071,166092695 1,115751247 1,1660927

1,171433403 1,153291519 1,1714334

1,144919346 1,135810813 1,1449193Tabla n 5: Transmisin neta obtenida en mWatt para los

diferentes enlaces realizados.En general no se aprecian diferencias

significativas en cuanto a la potencia transmitida,a pesar de que existen diferencias considerablesen el ROE medido en cada caso.

Potencia Neta transmiti

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

2400 2420 2440 2460 2480 2500MHz

dBm

Potencias tx1

tx3 (Leo)Potencia tx 2

(Claudio)

Fig. n 25: Grfico referente a las potencias transmitidas enel rango de frecuencias en estudio medido en dBm.



15/22


Pot.inc.Rx1 endBm

Pot.inc.Rx2 endBm

Pot.inc.Rx3 endBm

-39,5873307 -50,5873307 -45,6561048

-40,3910733 -51,3910733 -45,451373

-42,6340027 -53,6340027 -45,6606081

-42,4521366 -57,4521366 -42,4219979

-42,5871387 -62,5871387 -44,4641835

-43,5132639 -57,5132639 -44,2769599

-42,3137923 -55,3137923 -43,0211752

-41,7701409 -51,7701409 -42,4778138

-40,4081806 -48,4081806 -46,163361

-40,4102901 -51,4102901 -45,556895

-40,55812 -54,55812 -44,4976554Tabla n 6: Potencia incidente en la antena receptora decada enlace, o sea la potencia recibida antes del conectortipo N.

Esta tabla de datos se obtuvo a partir dela ecuacin 7, como era de esperarse, observo una

mayor atenuacin en la recepcin de laspolarizaciones inversas entre antenas.

Potencia Neta Recibida en la antena

-65

-60

-55

-50

-45

-40

-35

-30

23 80 2400 242 0 2440 24 60 248 0 25 00 2520

MHz

dBm

Potencia Rx1

(Jaime)Potencia

Rx2(Jaime)Potencia en

Rx3 (Claudio)

Fig. n 26: Potencia neta recibida para 2400 a 2500 MHz endBm, grfico que ratifica lo dicho anteriormente.

Ya en este punto se puede obtener unaestimacin relativa de las prdidas en el aire, o

bien la atenuacin existente entre la potenciatransmitida y recibida en las antenas.

Atenuacin 1 Atenuacin 2 Atenuacin 3

1,142151544 1,168442194 1,142234323

1,154116043 1,177414344 1,154178931

1,151275393 1,16305889 1,151302757

1,157001801 1,143239331 1,157001405

1,181914443 1,136546567 1,1819337851,224058742 1,149473116 1,224065923

1,188117675 1,103625016 1,188126497

1,169394196 1,094773118 1,169404199

1,166001666 1,11573682 1,166068504

1,171342418 1,153284292 1,171405586

1,144831406 1,135807312 1,144883845Tabla n 8: Atenuaciones de acuerdo al enlace que se realizmedido en dBm entre las frecuencias 2400 y 2500 MHz.

Antenuacin "del aire" por enlace

1,08

1,1

1,12

1,14

1,16

1,18

1,2

1,22

1,24

2380 2400 2420 2440 2460 2480 2500 2520

MHz

dBm

Enlace 1 (Tx:Leo

Rx:Jaime)Enlace 2 (Tx:Claudio

Rx:Jaime)Enlace 3 (Tx:Leo

Rx:Claudio)

Fig. n 27: Atenuacin del aire obtenida mediante la resta delas potencias transmitida y recibida.

A pesar de que en el grfico lasvariaciones son bastante notorias, el rango deatenuacin no es muy amplio, o sea la atenuacinde todas formas es grande en relacin a la

potencia transmitida, pero el rango dentro del queesta atenuacin vara es pequeo, pero guarda

directa relacin con el ROE de la antena que estcomo transmisor en cada caso.

Lo siguiente fue calcular los pares depotencias de cada enlace a partir de la ecuacin deFriis, antes enunciada (Ecuacin 8), para lo que

primero se calcul de acuerdo a la frecuencia dela muestra y la constante de la ecuacin. Lo queasociado a la ecuacin de Friis nos arroj lossiguientes resultados:

G1G2 G2G3 G3G1

58,43923048 4,537948406 14,4486438

48,46447529 3,773769601 15,114491729,22882105 2,298305551 14,5596438

30,57906035 0,978682162 30,7920075

29,25769519 0,304269876 18,9904668

23,01274088 0,975633982 19,3018416

31,50581351 1,699999979 26,7702487

36,57419729 3,90691245 31,0747402

50,59794177 8,381052185 13,446672

50,74960924 4,094597414 15,5157302

50,59105654 2,030217861 20,4230313Tabla n 8 : Pares de potencias transmisora y receptora

para cada enlace realizado.

Estos pares de potencias son sometidos aun sistema de ecuaciones lineales de tresincgnitas, de la siguiente forma:



16/22


X

ZYG

Z

XYG

Y

ZXG

ZGG

YGG

XGG

*

*

*

3

2

1

13

32

21

=

=

=

===

Ec.19

Este sistema entregar resultadosadimensionales, o sea en n de veces, lo que debo

pasar a decibeles.

G3:Antena3 G2:Antena2 G1:Antena1

1,059231958 4,28418759 13,6406797

1,084857527 3,47858544 13,9322366

1,069974948 2,1479994 13,6074624

0,992722283 0,98585695 31,0177459

0,444403267 0,68467066 42,7325093

0,904604324 1,07852014 21,3373307

1,201863959 1,41446955 22,2739425

1,821936309 2,14437378 17,0558872

1,492417225 5,6157568 9,00999518

1,118859006 3,65961877 13,8674579

0,905304229 2,24258078 22,5593018Tabla n 9: Potencia en nmero de veces de acuerdo a lasfrecuencias de 2400 a 2500 MHz.


0,249910753 6,318684786 11,3483601

0,353727065 5,414026753 11,4402084

0,293736093 3,320341566 11,33777142

-0,031722298 -0,061860977 14,91610234

-3,52222757 -1,645182851 16,30758396

-0,435413408 0,328282594 13,29140088

0,79855312 1,50593604 13,47797094

2,605331909 3,313004883 12,31874315

1,738902528 7,49408292 9,547245589

0,487753618 5,63435846 11,41996857

-0,432054508 3,507480949 13,53325654

0,191499755 3,193559557 12,6307829Tabla n 10: Potencias obtenidas de las antenas en dB deforma individual en donde se agreg una ltima fila con lospromedios de las 11 muestras realizadas.

Llama la atencin la gran diferencia entrelas potencias de las antenas, a pesar de que todasfueron diseadas para potencias sobre 10decibeles, lo que me hace desconfiar un poco deltrabajo realizado, en vista de lo cual se gener una

nueva medicin para analizar lo sucedido ycomparar con lo anterior.

MEDICIN DEL ENLACE2

Prx1(dBm) Prx2(dBm) Prx3(dBm)

-43,2 -59 -46

-44 -59 -48,5

-46 -58 -47

-48 -54 -48

-47 -53 -48,5

-46,5 -52 -49

-45,5 -52 -48,7

-45 -51 -49

-44 -52 -48,3

-43,2 -54 -47

-42 -57 -47Tabla n 11: Datos ledos en el analizador de espectro parala segunda medicin.

De forma comparativa con los primerosdatos se aprecia que las diferencias pueden estarsustentadas por variaciones en el ROE, pero lasdiferencias entre las polarizaciones directa einversa se mantienen, haciendo que para la

polarizacin inversa entre las antenas 2 y 3 (LHC10 espiras y RHC 11 espiras respectivamente) laatenuacin siga siendo mayor que la atenuacinentre las antenas 1 y 2 (LHC 15 espiras y RHC 11espiras respectivamente) conservando los rangos

de diferencia a pesar de que los datos sean algodiferentes.

swr leo swr jaime swr claudio

1,33 1,25 1,4

1,28 1,265 1,41

1,21 1,305 1,46

1,07 1,28 1,44

1,12 1,27 1,37

1,25 1,27 1,31

1,37 1,2 1,17

1,41 1,18 1,03

1,45 1,108 1,15

1,44 1,05 1,27

1,31 1,09 1,5Tabla n 12: ROE medidos para los enlaces realizados en lasegunda oportunidad.



17/22


ROE de la segunda medicin

1

1,1

1,2

1,3

1,4

1,5

1,6

2400 2420 2440 2460 2480 2500MHz

VSWR

ROE antena 1

Roe antena 2

Roe antena 3

Fig. n 28: ROE obtenido para las tres antenas participantesde los enlaces.

Los cambios se deberan a problemas demanipulacin, a pesar de que el clima la primeravez que se realiz el enlace estaba despejado ycon sol, en esta ocasin estaba nublado.

Ro antena1 Ro antena2 Ro antena 3

0,1416309 0,11111111 0,166666667

0,12280702 0,11699779 0,1701244810,09502262 0,13232104 0,18699187

0,03381643 0,12280702 0,180327869

0,05660377 0,11894273 0,156118143

0,11111111 0,11894273 0,134199134

0,15611814 0,09090909 0,078341014

0,17012448 0,08256881 0,014778325

0,18367347 0,0512334 0,069767442

0,18032787 0,02439024 0,118942731

0,13419913 0,0430622 0,2Tabla n 12: Ro obtenidos a partir del ROE de la segundamedicin.

Conservando las prdidas en los cablesya que se usaron los mismos, se determin lapotencia.

Pot reflejada 1en mWatt



0,023567637 0,032636043 0,032636043

0,017842116 0,03423999 0,03423999

0,010608501 0,04108142 0,04108142

0,001337382 0,038029945 0,038029945

0,003799188 0,028900593 0,028900593

0,015153571 0,022105453 0,022105453

0,029100922 0,00732788 0,00732788

0,03423999 0,000258375 0,0002583750,040187673 0,005798366 0,005798366

0,03927586 0,017087393 0,017087393

0,021110544 0,046887815 0,046887815Tabla n 13: Potencia reflejada en la transmisin de acuerdo

al Ro obtenido para los tres enlaces.

Tx1 mWatt Tx2 mWatt Tx3 mWatt

1,15132992 1,14226151 1,14226151

1,16519944 1,14880157 1,14880157

1,16428905 1,13381613 1,13381613

1,16816201 1,13146945 1,13146945

1,18196956 1,15686816 1,15686816

1,21228566 1,20533378 1,20533378

1,16488718 1,18666022 1,18666022

1,14880157 1,18278318 1,182783181,15105434 1,18544364 1,18544364

1,16853798 1,19072644 1,19072644

1,15108482 1,12530755 1,12530755

Tabla n 14: Potencia de salida efectiva en los enlaces de lasegunda medicin.

Pot.inc.Rx1en dBm

Pot.inc.Rx2 endBm

Pot.inc.Rx3 endBm

-40,82605 -56,6260497 -43,5919979

-41,410141 -56,410141 -45,90400267

-43,623286 -55,6232864 -44,66060814

-45,444003 -51,4440027 -45,50503078-44,56812 -50,56812 -46,11606292

-43,97812 -49,47812 -46,48604968

-42,793959 -49,2939588 -45,92283866

-42,75029 -48,7502901 -46,65245019

-41,408585 -49,4085854 -45,57095825

-40,637416 -51,4374157 -44,29642831

-39,611939 -54,6119392 -44,54107327Tabla n 15: Potencia incidente efectiva en las antenasreceptoras en dBm para los tres enlaces.

Utilizando el despeje de la ecuacin de

Friis detallado con anterioridad en la ecuacin n18, se obtuvo los siguientes pares de potencias.

G1G2 G2G3 G3G1

43,59115223 1,15566669 23,24008827

37,96648031 1,21774284 13,68262495

23,01557862 1,49121437 18,61263704

15,20862059 3,94411957 15,48272008

18,54137708 4,75843797 13,26386576

20,8783333 5,91825219 11,78692437

28,77206917 6,32307855 13,74170389

29,70985279 7,24837041 11,7496348840,71267345 6,26533843 15,16028091

48,28307473 3,94117529 20,40443103

62,56902633 2,02393001 20,57226361Tabla n 16: Detalle de los resultados obtenidos a partir dela ecuacin de Friis para los tres enlaces.



18/22


Con estos resultados utilizamos lasecuaciones lineales detalladas en la ecuacin n19, para calcular las ganancias individuales.

G3:Antena 3 G2:Antena2 G1:Antena1

0,784939185 1,4723009 29,60750170,662464081 1,8382021 20,6541386

1,098153487 1,3579289 16,9490306

2,00379715 1,9683228 7,72669034

1,84499958 2,5790998 7,18908877

1,827885842 3,2377581 6,44839196

1,737796962 3,63856 7,90754282

1,69309811 4,2811284 6,93972476

1,527429172 4,1018848 9,92535771

1,290558397 3,0538527 15,8105445

0,815753766 2,4810551 25,2187173

1,389715976 2,7281903 14,0342481Tabla n 17: Detalle de las potencias obtenidas para las tresantenas en n de veces para el rango de frecuencias quecorresponde a las muestras (2400 a 2500 MHz). Elltimo valor en negrillas corresponde al promedio.

De acuerdo a la tabla anterior se trabajen decibeles para obtener la potencia real de lasantenas.


-1,0516399 1,679965854 14,7140176

-1,78837664 2,643932502 13,1500709

0,40663045 1,328770342 12,2914486

3,01853755 2,940963184 8,87993507

2,65996272 4,114681402 8,56673846

2,61949069 5,102443983 8,09451428

2,39999034 5,609295432 8,98041552

2,28682125 6,315582536 8,41342246

1,83961081 6,12983454 9,96746168

1,10777661 4,848480906 11,9894683

-0,88440913 3,946364034 14,0172299

1,14676316 4,060028611 10,8240657Tabla n 18: detalle de las potencias obtenidas para las tresantenas en decibeles para el rango de frecuencias quecorresponde a las muestras (2400 a 2500 MHz). Elltimo valor en negrillas corresponde al promedio.

Potencia neta para cada antena

-4

-2

0

2

4

6

8

10

12

14

16

2400 2420 2440 2460 2480 2500

MHz

d

B

Potencia

antena 3Potencia

antena 2Potencia

antena 1

Fig n 29: Grfico de las potencias netas obtenidas para cadaantena de acuerdo a lo calculado para las segundasmediciones realizadas.

CONCLUSIONES

Los resultados para ambos casosanalizados son similares, a pesar de existirvariaciones de acuerdo al ROE obtenido en lasdos ocasiones, comparativamente el Roe obtenido

para mi antena en la primera ocasin que serealizaron los enlaces fue en promedio de 0.12 yen la segunda ocasin de 0.126, lo que no es tansignificativo en trminos de nmeros, pero alcalcular las prdidas por ROE estas van del 1.4%al 1.6%, a eso hay que agregarle los diferentesROE obtenidos para los otros participantes delenlace. Acerca de los valores de ROE obtenidossi bien el promedio no cambio demasiado el ROEcomo medida debe ser observado en frecuencias

especficas, ya que es ah en donde se apreciandiferencias significativas. Entonces los valoresobtenidos de prdidas por ROE son mssignificativos y mayores en resumidas cuentasde acuerdo al rango de variacin del ROE enlugar del promedio, o sea lo ideal sera que elROE no cambiara tanto y mas bien semantuviera constante. A pesar que enocasiones obtenga valores cercanos a uno, luegoel valor llega cerca del 1.4, esta variacin esmucho mayor para mi en la segunda vez querealizamos los enlaces, pues mi valor de ROEmximo y mnimo subi y disminuy

respectivamente (tabla n 12).



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Fig. n 30: grficas de los dos ROE obtenidospara las dos ocasiones en que se realizaron los enlaces(respectivamente), se aprecian variaciones entre losmximos y mnimos en ambos casos y una variacinconstante de los valores especficos para una frecuenciadeterminada.

En relacin a las otras antenas, a estas lessucede lo mismo, entonces de ah los cambios enlas ganancias.

De acuerdo a un anlisis posterior a laexperiencia se intuy que podra estar perdiendo

ganacia en los enlaces debido a la zona deradiacin (lbulos laterales y posteriores), lo queno me parece a mi juicio muy sustentable debido aque la antena, cuando nos referimos a las zonas deradiacin (campo cercano y lejano), vemos queesta se comporta de forma similar a un inductor

por el hecho de absorber y entregar energa, por loque estaramos en presencia de recirculacin de lamisma energa irradiada, slo que la energa quellega al campo lejano ya no retorna, entonces

queda la inquietud de analizar el funcionamiento,o ms bien el patrn de irradiacin de una antenade similares caractersticas pero de mayor

potencia, as como analizar el funcionamiento deun array, en el que el campo cercano es comnentre las antenas que lo conforman.

Atenuacin1:

Atenuacin 1 Atenuacin 2 Atenuacin 3

1,142151544 1,168442194 1,142234323

1,154116043 1,177414344 1,154178931

1,151275393 1,16305889 1,151302757

1,157001801 1,143239331 1,157001405

1,181914443 1,136546567 1,181933785

1,224058742 1,149473116 1,224065923

1,188117675 1,103625016 1,188126497

1,169394196 1,094773118 1,169404199

1,166001666 1,11573682 1,166068504

1,171342418 1,153284292 1,171405586

1,144831406 1,135807312 1,144883845

1,168200484 1,140127364 1,168236887Tabla n 19: Atenuacin por enlace para el rango

de frecuencias 2400 a 2500 MHz en las primerasmediciones. Resultados obtenidos a partir de laresta de la potencia recibida en la potencia transmitida, laltima fila corresponde al promedio.

Antenuacin "del aire" por enlace

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

2400 2420 2440 2460 2480 2500

MHz

dBm

Enlace 1 (Tx:Leo

Rx:Jaime)Enlace 2 (Tx:Claudio

Rx:Jaime)Enlace 3 (Tx:Leo

Rx:Claudio)

Fig. n 31: Grfica correspondiente a las atenuaciones de lostres enlaces de acuerdo a la tabla anterior.

La Atenuacin presentada se observamejor si comparamos las potencias en Tx y en Rxnetas (Dispuestas en la columna siguiente para

una mejor comparacin), las que claramentereflejan como se conforma la atenuacin de la queestamos hablando, por ejemplo en el segundoenlace, donde se aprecian las atenuaciones ms

bajas en promedio, presentan su punto ms bajocuando ms potencia recibe la antena 2, lo que eslgico y esto, tiene relacin directa con el ROE dela antena n 2 que alcanza sus valores ms bajos

para frecuencias superiores a los 2440 MHz (Fig.n 24). Llama la atencin el hecho de que existe



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UNIVERSIDAD TECNOLGICA METROPOLITANA - FACULTAD DE INGENIERA DEPARTAMENTO DE ELECTRICIDAD -ESCUELA DE ELECTRNICA- Asignatura: Laboratorio deTransmisores y Antenasmayor atenuacin en los enlaces 1 y 3, a pesar deque se transmiti y recibi ms potencia en amboscasos (Ver grficas Fig. n 32)

Po ten c ia Neta t ran sm

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,61,8

2

2400 2420 2440 2460 2480 2500M Hz

dBm

Potencias tx1

tx3 (Leo)Potencia tx 2

(Claudio)

Potencia Neta Recibida en la antena

-65

-60

-55

-50

-45

-40

-35

-30

23 80 2400 2420 2 440 246 0 2480 25 00 25 20

MHz

dBm

Potencia Rx1

(Jaime)Potencia

Rx2(Jaime)Potencia en

Rx3 (Claudio)

Fig. n 32: Comparacin de las grficas de potencia netatransmitida y recibida en la primera medicin.

Atenuacin2:

Atenuacin1 Atenuacin 2 Atenuacin 3

1,151247239 1,142259337 1,142217781,165127165 1,14879928 1,148775886

1,164245635 1,133813395 1,133781942

1,16813346 1,131462274 1,131441295

1,181934631 1,156859381 1,156843699

1,212245649 1,205322501 1,205311318

1,164834628 1,186648459 1,186634655

1,148748481 1,182769846 1,182761566

1,150982035 1,185432184 1,185415915

1,168451626 1,19071926 1,190689258

1,150975475 1,125304093 1,125272404

1,166084184 1,162671819 1,162649611

Tabla n 20: Atenuaciones obtenidas para los tres en lacesefectuados en las segunda medicin realizada para 2400 a2500MHz.

Tabla de atenuaciones bastante similar ala anterior, solo aumento un poco la atenuacin enel enlace 2, el que era el de menor atenuacinhasta el momento.

Atenuaciones "en el aire" de los enl

1,12

1,14

1,16

1,18

1,2

1,22

2400 2420 2440 2460 2480 2500

MHz

mWatt

Aten uacin

Aten uacin

Aten uacin

Fig. n 33: Grfica correspondiente a las atenuaciones de lostres enlaces de acuerdo a la tabla anterior.

Nuevamente nos fijaremos en el enlaceque no posee similitud de atenuacin con otro, elque corresponde a la Tx efectuada por la antena 1y la recepcin de la antena 2, lo que tendr muchoms sentido si observamos las potencias netas enTx y en Rx para el caso.

Potenc ia neta transm i

1,12

1,14

1,16

1,18

1, 2

1,22

2400 24 20 2440 2460 2480 2500M Hz

mWatt Potencia neta T

Potencia neta T

Potencia neta T

Potencia neta recibida

0

0,00002

0,00004

0,00006

0,00008

0,0001

0,00012

2400 2420 2440 2460 2480 2500MHz

mWatt

Potencia neta Rx1

Potencia neta Rx2

Potencia neta Rx3

Fig. n 34: Comparacin entre las potencia neta transmitiday recibida en mWatt para la segunda medicin.

En trminos generales se observa queexiste una atenuacin del mismo orden que en lamedicin anterior, pero los factores de atenuacin

han cambiado. Para la transmisin1, la antenatransmisora es la n 1 que posee sus ROE msaltos para frecuencias superiores a 2440 MHz(Fig. n 28), por otra parte la antena receptora

posee sus ROE ms bajos a partir de esta mismafrecuencia, a la vez que posee una variacinmucho menor en todo el rango que la antena 1 ynuevamente en este caso se transmite y recibemayor cantidad de potencia que en los otros doscasos.



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Para ambos casos se aprecia una granatenuacin en el aire, y en ambos se presentan

patrones similares de acuerdo a la participacin dela antena 1 y 3 respectivamente a las mediciones,

para ambos casos los transmisores se repiten y porlo tanto el patrn general de atenuacin ser elmismo.

De acuerdo a los valores obtenidos deatenuacin en el aire, queda para un anlisis

posterior el indagar las prdidas debido a loslbulos laterales y posteriores, las que de acuerdoa los anlisis hechos deben ser insignificantemente pequeos, porque de locontrario las prdidas asociadas al airecorresponderan a los lbulos en cuestin y esome llevara a pensar que los modelos mseficientes de antenas son aquellos que son muydirectivos y que a la vez poseen escasa presenciade lbulos secundarios.

En relacin al motivo por el que serealizaron dos mediciones, debo decir que a pesarde la variacin en los ROE (Haba pasado ya 1semana de la otra medida y existan otrascondiciones climticas), en la que mi antena tuvouna lectura ms pobre la segunda vez y por elcontrario las otras antenas mejoraron sus ROE(Fig. n 24 y Fig. n 28), esperando fuera esto laexplicacin del gran rango de diferencia entre las

potencias obtenidas, mis resultados no cambiaronmucho, porque en las primeras mediciones obtuveuna potencia promedio de 12.8 dB con un peak de

16.3 dB a los 2440 MHz (Donde se ubica mimenor valor de ROE), con una eficiencia asociada(Ecuacin 4) del 73.2% (o sea k = 0.732), y en lassegundas mediciones, obtuve una potencia

promedio de 10.82 dB con un peak de 14.7 dB alos 2400 MHz (Donde no se ubica mi menor valorde ROE en esta ocasin), con una eficienciaasociada (Ecuacin 4) del 63% (o sea k = 0.63).

Potencia antena Leo

0

2

46

8

10

12

14

16

18

2400 2420 2440 2460 2480 2500MHz

dB

Potencia antena Leo segunda

medicin

5

7

9

11

13

15

17

2400 2420 2440 2460 2480 2500MHz

dB

Potencia

antena 1

Fig. n 35: potencia obtenida en ambos casos para miantena.

Entonces la pregunta que resta responderes porque un rango tan amplio de variacin tantoen las potencias de las antenas mismas como delos valores entre ellas, y concluyo en que esdebido al mtodo de clculo de las potencias quecorresponde a ecuaciones lineales, siendo que lavariacin en la potencia de las antenas noresponde a ese modelo matemtico, sino ms bien

es parecido a una curva logartmica, entonces elmodelo de clculo parece no ser el ms apropiado,adems hay que agregar el hecho de que lasantenas son dismiles entre s (10, 11 y 15espiras), lo que agrega un factor de error extra, es

por eso que a pesar de que con la antena de 15espiras (antena 1) se transmita mayor potencia se

perda ms potencia tambin a pesar de poseer unROE no tan alto, en consecuencia el modelo debefuncionar de mucho mejor manera para antenassimilares o de igual nmero de espiras.

Bibliografa: -Antena captulo 7 ..Krauss



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informe helicoidal

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