antena biconica
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UNIDAD PROFESIONAL
INTERDISCIPLINARIA EN
INGENIERA Y TECNOLOGAS
AVANZADAS
ACADEMIA DE TELEMTICA
Tarea
Antena Bicnica.
Alumno:
Daz Ugalde Jonathan
Profesor:
Dr. Vctor Barrera Figueroa
05 de Marzo de 2015
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ANTENA BCONICA
Una conguracin simple que se puede utilizar para conseguir caractersticas
de banda ancha es la antena bicnica que se forma colocando dos conos de
extensin innita juntos, como se muestra en la siguiente gura. Esto puede
ser pensado para representar una lnea de transmisin uniforme cnico. La
aplicacinde una tensin Vi a los terminales de entrada producir odas esfericas
salientes, como entrantes, que produce en cualquier punto (r, = c, ) unacorriente I a lo largo de la supercie del cono y el voltaje V entre los conos.
Estos pueden ser utilizados para encontrar la impedancia caracterstica de la
lnea de transmisin, que tambin es igual a la impedancia de entrada de una
geometra innito. modicaciones de esta expresin, que tenga en cuenta las
longitudes nitas de los conos, se har uso de analoga de lnea de transmisin.
Figure 1: Geometria Biconica
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Figure 2: Radiacion de ondas esfericas.
Figure 3: Campo electrico y magnetico.
Una antena UHF muy comn utilizada para estaciones jas es la Antena
Bicnica que se ilustra en la Figura 4. Una antena de este tipo ha sido diseada
para cubrir el rango de 100 a 400 MHz. Su capacidad de banda ancha la hace una
excelente eleccin para los modos de Seguridad de Transmisin (TRANSEC) de
banda ancha tal como el salto de frecuencia.
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Figure 4: Antena biconica.
Uno de los componentes ms importantes en las comunicaciones UWB es
la antena. La conguracin de la antena bicnica es una de muchas congu-
raciones que se puede utilizar para lograr caractersticas de banda ancha. La
conguracin bicnica tiene un mejor desempeo en el retardo de grupo.
Figure 5: Conguracion de la antena bconica.
La conguracin de una antena bicnica alimentado por cable coaxial se
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muestra en la Fig. 5 . La longitud del cono es l, el radio superior del cono esl sen(a/2), el radio inferior del cono es el radio del cable coaxial, el nguloentre los dos conos es 'l'. Los conos superior e inferior son simtricas. Los conosson excitados simtricamente en los vrtices con la brecha de alimentacin.
Impedancia de entrada.
Zin = Zo1/1+/
cuando
Zo = 60lncot(4 )
= e
2jkl1+j 60Zo
n=1
2n+ 1
n(n+ 1)[Pn(cos(/2))]
2n(kl)
1+j 60Zo
n=1
2n+ 1
n(n+ 1)[Pn(cos(/2))]
2n(kl)
y
n(kl) =h2n(kl)
h2n1(kl) nklh2n(kl)donde:
k = 2pi/, : Longitud de onda en el espacio libre.Zo :Caracteristicas de la impedancia de la antena.Pn :Polinomio de orden n.n(kl): Funcion auxiliar compleja de la variable real kl.h2n:Funcion esferica de Hankel de 2do. orden. :Radio de reectancia y propagacion.
Patrn de radiacion.
La antena se considera que es una fuente aislada en el espacio libre con radiacin
azimutal independiente en el plano H.
R () = E(r,)E(r,90)
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Figure 6: Patron de radiacion
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ANTENA BICONICA INFINITA
Acta como una linea de transmisin de longitud innita, de impedancia carac-
teristica Zk que adapta a la impedancia de entrada de la antena Zial medio enel que se propagan las ondas esfricas.
Se utiliza en su versin de dos brazos , o como un monopolo sobre el plano
de masa. En este ltimo caso la impedancia de entrada es la mitad que la del
dipolo bicnico.
Se utiliza para diseos en los que se pretende conseguir una impedancia de
entrada proxima a 50 ohms, el angulo del cnico debe situarse en torno a los
60.
Zi = Zk = 120ln(cot(2 ))
ANTENA BICNICA FINITA
La versin plana de la antena biconica nita es la antena bow-tie. Sus brazos son
triangulares y su ancho de banda es mucho mayor que el de un dipolo conven-
cional. En el caso real de unos conos de longitud nita, se producen reexiones
en los bordes de dichos conos. Ello altera la impedancia de la antena. En este
caso, la antena sigue actuando como un transformador de impedancia, pero con
una impedancia de carga ZL.
Zi = ZkZk+jZmtanlZm+jZktanl
PATRN DE RADIACIN
La bocina bicnica gracias a su simetra puede producir un diagrama omnidi-
reccional en el plano azimutal. Los modos ms bajos, el transversal electromag-
ntico TEM, y el modo transversal elctrico TE01, son excitados para generar
respectivamente ondas polarizadas vertical y horizontalmente. Utilizando las
propiedades de las distintas constantes de fase de estos dos modos se obtiene
una onda polarizada circularmente.
La ganancia de la bocina se calcula mediante las siguientes aprox-
imaciones:
Gdb = 10log(2a/1) Le para el modo TEM
Gdb = 10log(2a/1) (Lh+ 0.91)Para el modo TE01Donde Le y Lh son factores de correccin, y a el dimetro de las bocinas.
Por ltimo hay que indicar que el diagrama de radiacin en elevacin se ob-
tiene de las curvas universales para los modos TEM y TE01 de una apertura.
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Figure 7: ANTENA BICONICA SEIBERSDORF.
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