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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