208018 10 trabajo colaborativo no 3

7/27/2019 208018 10 Trabajo Colaborativo No 3

1/17

ESCUELA DE CIENCIAS BSICAS TECNOLOGAS E INGENIERAMateria MICROONDASCdigo 208018

2013_I

MICROONDAS

208018

TRABAJO COLABORATIVO 2

TUTOR

REMBERTO CARLOS MORENO

PRESENTADO POR

JUNA DAVID GUTIERREZ

COD: 71755681ANGELICA MARIA VILLANUEVAJOHN ULISES PAREDES BENAVIDES

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

Mayo/2013


2/17


2013_I

INTRODUCCIN

A travs de esta actividad se pretende poner en prctica los conocimientosadquiridos en la unidad 3 Radio enlace de Microondas, antenas e instrumentos demedida del curso Microondas, por medio de una prctica en donde por medio deel software de simulacin llamado 4NEC2, con el cual disearemos una antenatipo Yagie implementaremos el mtodo de los momentos con el fin de simular lascaractersticas de radiacin y otros parmetros de este tipo de antenas.Parte fundamental para la elaboracin del presente trabajo es buscar lainteraccin e inicio de actividades con el grupo colaborativo, los tutores del curso yde Prctica, mediante la investigacin y participacin individual con el fin de que

cada integrante del equipo ayude a formar el conocimiento y cumplir el objetivotrazado para dicha actividad.


3/17


2013_I

OBJETIVOS

Comprobar la teora a cerca del diseo, implementacin y comportamientode una antena.

Aplicar la teora aprendida en el diseo y simulacin de una antena yagi de4 elementos que trabaje a una frecuencia de 1, 2 GHz

Familiarizarnos con el manejo del software 4NEC2.

Simular las caractersticas de radiacin y otros parmetros de antenas Yagi.


4/17


2013_I

DESARROLLO

Antena Yagi

Las antenas Yagi, tambin conocidas con el nombre Yagi-uda en nombre alinvesitgador S.uda y al profesor H. Yagi, quienes experimentaron con estasantenas durante los aos 20, han sido muy utilizadas en aplicaciones tales comorecepcin de seales de TV en las bandas de VHF y UHF, y en repetidores en lasbandas de telefona celular. Estas antenas son estructuras fabricadas conmltiples elementos donde cada elemento tiene su propia distribucin de corriente.Los elementos de los que estn compuestas las antenas son filamentos dealambre (dipolos) entre los cuales hay un elemento activo y varios elementosparsitos que se clasifican en reflectores y directores. Estos se encuentranorganizados de forma que la energa que irradia la antena se concentre en unasola direccin.El elemento activo o excitador es el elemento que se encuentra conectado a la redde alimentacin y los parsitos reciben energa a travs de este, como se muestraen la figura:

Figura 1

El elemento parasito reflector, ubicado detrs del elemento activo, es un elementoque refleja la potencia que este ltimo irradia hacia atrs. En principio puede haberms de uno de estos elementos reflectores ubicado del mismo lado del excitador,con iguales longitudes y espacios entre ellos. Sin embargo, en practica es muypoco el beneficio que se logra utilizando ms de uno de estos elementos


5/17


2013_I

reflectores.Los otros elementos parsitos, los elementos directores, los cuales se encuentranmontados del otro lado del elemento activo (adelante), tienden a concentrar lapotencia radiada en la direccin de estos, y de aqu su nombre.Normalmente, el elemento reflector es alrededor del 5% ms largo que elcomponente activo, mientras que el primer elemento director es aproximadamente5% ms corto que el mismo componente activo.Directores adicionales hacen alrededor de un 5% ms corto que el anterior.

A mayor nmero de elementos directores se logra un aumento importante de laganancia, sin embargo, ese beneficio se reduce gradualmente con el aumento delnmero de dichos elementos. Esto se debe a que las corrientes inducidas en loscomponentes directores parsitos que se van alejando del elemento activodisminuyen y, en consecuencia, esto hace decrecer la contribucin de los mismosen la ganancia de la antena.

Ganancia de una antena Yagi en funcin del nmero de elementos

Figura 2

Simulacin Antemas Yagi

Ya despus de tener instalado el software 4NECX procedemos a realizar elmontaje de la antena Yagi de 4 elementos.


6/17


2013_I

En la siguiente grafica introducimos la frecuencia de trabajo y hallamos la longitudde ondaFrecuencia de trabajo es de 1200 MHzLongitud de onda 0.2498 Mts

Calculo de la longitud de Onda de la antena Yagi:

=300000

1200000= 0,25

= 0.95

4

= 0.950.25

4= 0,059375 [] = 5.9375[]

Ventana Principal con la frecuencia de 1200Mhz

Figura 3


7/17


2013_I

Pantalla Geometry

En esta ventana se crea la estructura geomtrica de la antena. Estarepresentacin tambin incluye fuentes de voltaje, lneas de transmisin y cargas.

Figura de la antena antena construida

Parmetros:

Frecuencia de Trabajo: 1200MhzTensin de alimentacin: 1vNmero de elementos: 4Numero de elemento activo: 2Radio de elementos: 0.005 metros

Longitudes y distancia de los elementos

Longitud elemento 1= 0.114 metrosLongitud elemento 2= 0.108 metrosLongitud elemento 1= 0.1 metrosLongitud elemento 1= 0.1 metros

Distancia entre elemento 1 y 2: 0.0415metrosDistancia entre elemento 2 y 3: 0.0415metrosDistancia entre elemento 3 y 4: 0.0415metros

Impedancia de entrada:

20.3665+j18.8693=27.641 Angulo: 37.1853


8/17


2013_I

Figura 4

Resultado impedancia de entrada

Figura 5


9/17


2013_I

Patrn de radiacin

Figura 6

Construccin final de la antena Yagi

Figura 7


10/17


2013_I

Pantalla Generate

Figura 8

Figura 9


11/17


2013_I

Pantalla principal con los datos obtenidos de la simulacin

Figura 10

Figura 11


12/17


2013_I

Pantalla Patern

Esta ventana representa el comportamiento de campos de radiacin lejanos ycercanos de la antena. El diagrama de campos de campos lejanos se representapor defecto en coordenadas polares. Aunque se puede obtener representacinlineal o logartmica

Figura 12

Pantalla Impedance

Esta ventana se muestra la impedancia de entrada, el SWR (radio de onda

estacionaria). Acceso rpido presionando F5. Esta pantalla se genera solo si setrabaja con frecuencia de inicio y parada.Se utiliza para mostrar la impedancia de entrada, los conductors que conforman laantena y, si se especifica, la ganancia, de adelante hacia atrs en funcin de lafrecuencia o los cambios en una lnea del grfico


13/17


2013_I

Figura 13

Figura 14


14/17


2013_I

Figura 15

Carta Smith

Figura 16


15/17


2013_I

Pantalla Patern 3D

Figura 17

Figura 18


16/17


2013_I

CONCLUSIONES

Con la simulacin de la antena yagi que se realizo con el programadeNEC2 se obtuvieron los patrones de entrada y longitudes de onda,similares a los calculados.

Se entendi los parmetros necesarios para el desarrollo de las antenas.

Con los parmetros suministrados se logr un diseo de una antena Yagicon una eficiencia del 100%

Es posible hacer un diseo a partir de cero mediante el programa pues laconstruccin de la antena es posible grficamente y por teclado adems depermitir correr pruebas por encima y debajo de la frecuencia de trabajo.


17/17


2013_I

BIBLIOGRAFA

LEAL AFANADOR, Jaime Alberto. Modulo Microondas UNAD. Facultad DeCiencias Bsicas e Ingeniera, Unidad de Ingeniera Aplicada. Corozal,Colombia (2009)

Carta Smith sacado [En lnea] http://tesis.ipn.mx/6DBC88F8-2533-453D-A6DC-E2C13EA34346/FinalDownload/DownloadId-A299D96E7BD3F2EF4373D3AD06A904AD/6DBC88F8-2533-453D-A6DC-E2C13EA34346/dspace/bitstream/123456789/11533/1/31.pdf [Citado en 19de mayo del 2013].
http://tesis.ipn.mx/6DBC88F8-2533-453D-A6DC-E2C13EA34346/FinalDownload/DownloadId-A299D96E7BD3F2EF4373D3AD06A904AD/6DBC88F8-2533-453D-A6DC-E2C13EA34346/dspace/bitstream/123456789/11533/1/31.pdfhttp://tesis.ipn.mx/6DBC88F8-2533-453D-A6DC-E2C13EA34346/FinalDownload/DownloadId-A299D96E7BD3F2EF4373D3AD06A904AD/6DBC88F8-2533-453D-A6DC-E2C13EA34346/dspace/bitstream/123456789/11533/1/31.pdfhttp://tesis.ipn.mx/6DBC88F8-2533-453D-A6DC-E2C13EA34346/FinalDownload/DownloadId-A299D96E7BD3F2EF4373D3AD06A904AD/6DBC88F8-2533-453D-A6DC-E2C13EA34346/dspace/bitstream/123456789/11533/1/31.pdfhttp://tesis.ipn.mx/6DBC88F8-2533-453D-A6DC-E2C13EA34346/FinalDownload/DownloadId-A299D96E7BD3F2EF4373D3AD06A904AD/6DBC88F8-2533-453D-A6DC-E2C13EA34346/dspace/bitstream/123456789/11533/1/31.pdfhttp://tesis.ipn.mx/6DBC88F8-2533-453D-A6DC-E2C13EA34346/FinalDownload/DownloadId-A299D96E7BD3F2EF4373D3AD06A904AD/6DBC88F8-2533-453D-A6DC-E2C13EA34346/dspace/bitstream/123456789/11533/1/31.pdfhttp://tesis.ipn.mx/6DBC88F8-2533-453D-A6DC-E2C13EA34346/FinalDownload/DownloadId-A299D96E7BD3F2EF4373D3AD06A904AD/6DBC88F8-2533-453D-A6DC-E2C13EA34346/dspace/bitstream/123456789/11533/1/31.pdfhttp://tesis.ipn.mx/6DBC88F8-2533-453D-A6DC-E2C13EA34346/FinalDownload/DownloadId-A299D96E7BD3F2EF4373D3AD06A904AD/6DBC88F8-2533-453D-A6DC-E2C13EA34346/dspace/bitstream/123456789/11533/1/31.pdfhttp://tesis.ipn.mx/6DBC88F8-2533-453D-A6DC-E2C13EA34346/FinalDownload/DownloadId-A299D96E7BD3F2EF4373D3AD06A904AD/6DBC88F8-2533-453D-A6DC-E2C13EA34346/dspace/bitstream/123456789/11533/1/31.pdfhttp://tesis.ipn.mx/6DBC88F8-2533-453D-A6DC-E2C13EA34346/FinalDownload/DownloadId-A299D96E7BD3F2EF4373D3AD06A904AD/6DBC88F8-2533-453D-A6DC-E2C13EA34346/dspace/bitstream/123456789/11533/1/31.pdf

208018 10 trabajo colaborativo no 3

Documents