UNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJALa Universidad Católica de Loja

ESCUELA DE ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES

ANTENAS

Tutor: Ing. Patricia Ludeña

Profesionales en Formación:

Jimmy Elizalde Javier Gutiérrez Jhonatan González

EJERCICIO:6.4. Una antena helicoidal tiene una frecuencia de 475MHz con un poder de 390. Una de las maneras más fáciles de hacer esto es con una antena helicoidal, esta está construida con un ángulo de 12.5° y la circunferencia de una vuelta es una longitud de onda en la frecuencia central de operación.

Calcular:a) Número de vueltas necesarias

F= 475 MhzHP= 3912.50

α = 12.5

Tomando en cuenta que Cλ en el centro es 1

NS/ʎ = 2.78ʎ NS = 2.78ʎ N= 2.78ʎ/S N = (2.78)(0.6315)/0.14 N = 12.532 Como NS=h N= 12.58 vueltas.

Como

HP=65cλ √N S λ

(HP )2=(65 )2

1√N S λ(HP )2=

(65 )2

1(hλ

)

(hλ

)=(65)2

(39)2=42251521

=2.77

Sλ

=Cftan(α )

Sλ

=1 tan(12 .5 )

S=1 tan(12.5 )λS=0 .14m

Figura 1. Número de espiras simuladas.

Según los resultados de la simulación de la figura 1 el número de espiras es de 13.

b) ¿Cuál es la directividad en dB?

D=6 .2( cλ)2N ( S

λ)

D=(1)2 (12.54 )(0 .140 .6315

)

D=6 .2(12 .54 )(0 .2216 )D=17 .2D=10 log17 .2D=12 .35dB

Figura 2. Directividad de la antena.

Según la simulación la directividad que se ha simulado es de 13.2 dB con respecto a la ganancia calculada matemáticamente que fue de 12.45 dB.

c) ¿Cuál es el radio axial en los campos?

|AR|=(2N+12N

)

|AR|=(2(12.59)+12(12.54 )

)

|AR|=(25.08+12(25.08 )

)

|AR|=1 .039|AR|=1 .04

Figura 3. Radio axial de la antena.

El radio axial simulado que se muestra en la figura 3 dio un valor de 0.99 respecto del valor calculado que fue de 1.04.

d) Rangos de frecuencia en donde se mantiene constante

Considerando las ecuaciones (6.21) y (6.22), tenemos lo siguiente:

C=34λL

λL=C34

λL=43C

λL=0.842

f L=CλL

f L=3×108

0.842

f L=356.29MHz

C=43λu

λu=C43

λu=34C

λu=0.473625

f u=3×108

0.4736

f u=633.41MHz

e) Impedancia de entrada

RA=140Cλ

RA=(140)(L)

RA=140Ω

Cuando CλL

=34

RA=140( 34 )

RA=105Ω

Cuando Cλu

=43

RA=140( 43 )RA=186.66Ω

d) Evaluar HP en los extremos de la banda

Cuando:

SλL

=0.14m0.842

=0.16627

Cuando:

Sλu

= 0.14m0.4736

=0.2956

HPL=65 °

Cλ √N SL

HPL=65 °

34

√(12.54 ) (0.16627 )

HPL=65 °

(1.4439)(0.75)

HPL=60 °

HPu=65 °

Cλ √N SL

HPu=65 °

43

√(12.54 ) (0.2956 )

HPu=65 °

(1.9253)(1.33)

HPu=25.3 °

CONCLUCIONES

Los principales parámetros geométricos que nos hemos dado cuenta se deben considerar al momento del diseño de una antena helicoidal son: su diámetro, la separación entre dos

vueltas o paso de la hélice, el número de vueltas, y el sentido del bobinado (a derechas o izquierdas)

Es un tipo de antena que presenta un comportamiento de banda ancha, por el comportamiento de esta antena y por características teóricas.

Con las gráficas y ejercicios realizados podemos darnos cuenta que es una antena con alta directividad

El radio axial simulado que se muestra en la figura 3 dio un valor de 0.99 respecto del valor calculado que fue de 1.04. Lo que nos dice que existe un error mínimo de la teoría a la simulación siendo así este un buen simulador.

La aplicación de la antenas helicoidales en la banda de 800 a 900 MHz, tienen pérdida de ganancia

Tiene una eficiencia de radiación igual a los dipolos de media onda. En la evaluación del literal D podemos observar que es una relación inversamente

proporcional a menor SλL

mayor grados.