GRAU EN ENGINYERIA TELEMÀTICA

Curs 2012/2013

Antenes i Radio propagació

Entrega problemes T2 i T3

Disseny del receptor d’un telèfon mòbil W-CDMA

Professor: Antonio Lazaro Guillen

Alumnes: Eduard Ibars Escarré

Sergi Rosell Jaca

Problema 1. Estudio directividad dipolo en función de la longitud

El objetivo es estudiar como varia la directividad en función de la longitud de un

dipolo. El dipolo deberá funcionar en banda UHF concretamente a 800 MHz

(impedancia de referencia 75Ω).

lambda=0.375

1. Calcular con SuperNec la directividad y la ganancia (recordar que la relación es la

eficiencia, como no se suponen perdidas de radiación únicamente queda el coeficiente

de desadaptación). Representar una curva en función de la longitud del dipolo

normalizada respecto la longitud de onda (desde 0.1λ hasta 1.5λ).

D=eficiencia*G

Eficiencia=1

D=G

Guany en funció de la llongitud d’ona:

0.1*lambda=0.0375 => G=1.76

0.3*lamda=0.1125 => G=1.89

0.5*lamda=0.1875 => G=2.17

0.8*lamda=0.3 => G=3

1*lamda=0.375 => G=3.93

1.2*lambda=0.45 => G=4.83

1.5*lamda=0.5625 => G=-1.94

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

6

0 0,5 1 1,5 2

L

G Serie1

2. Para algunas longitudes anteriores representar el diagrama de radiación en plano

E. A partir de estos resultados justificar la curva de directividad.

0.1*lambda

0.5*lambda

1*lambda

1.5*lambda

3) Representar para algunas longitudes desde 0.1λ hasta 1.5λ la parte real e

imaginaria de la impedancia de entrada.

0.1*lambda

0.5*lambda

1*lambda

1.5*lambda

4. Comparar con la curva de la directividad de un dipolo vista en clase.

Com podem veure les grafiques s’assemblen bastant, l’únic que en la nostra tenim la

máxima directivitat cap a L=1.2 i no a L=0.6 com el vist a classe.

Conclusions:

Variant la H fem que la distribució de corrent també variï, ja que una depen de l’altra.

La directivitat depen de la resistencia de variació i aquesta, a la vegada, depen del corrent

del dipol

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

6

0 0,5 1 1,5 2

L

G Serie1

Problema 2. Efecto de un reflector plano

Estudio del efecto de un reflector plano en frente de un dipolo λ /2 a 900 MHz 1. Representar el diagrama de radiación del dipolo individual y con un plano de masa

(dipolo paralelo al plano de masa) para varias separaciones s (λ /10, λ /4, λ /2,3 λ /4, λ)

MES DIAGRAMAS

Corrents

IMPEDANCIES

Podem treure diverses conclusions de les gràfiques vistes anteriorment: a mesura que

anem apropant o allunyant el dipol del pla de masses observem que la màxima

directivitat del dipol es veu augmentada o disminuida, això es degut a la reflexio de les

propies ones del dipol al pla de masses, aquestes generen unes ones desfassades que en

funció d’aquest desfassament ajuden a incrementar la directivitat observada o anul·lar-

la.

Aquestes reflexions generen una impedancia mutua amb el dipol que li fan variar la

seva impedancia IN, tal com podem comprovar a les cartes d’smith.

2. Representar la variación de la impedancia (parte real e imaginaria) en función de la

separación al plano de masa y el diagrama de corrientes y tensiones.

d/lamba d real imaginaria 0,09 0,03 27,6 76,9

0,249 0,083 110,7 80,8 0,48 0,16 84,6 25,2 0,75 0,25 93,5 61,6 0,99 0,33 86,2 35,9

3. Encontrar el diagrama teórico y la impedancia a partir de la teoría de imágenes.

Teoric

z11 z11im Z21 Z21im Ztotal Zotal im

0,09 73 43 75 0 -2 43 0,249 73 43 37 -30 36 73

0,48 73 43 -5 -25 78 68 0,75 73 43 -20 5 93 38 0,99 73 43 5 18 68 25

Hem calculat l’impedancia mutua per diferents distàncies i hem calculat l’impedància

total in. Mitjançant la teoría de les imatges, modelant el pla de masses com un dipol

amb corrent oposat. Tot i aixi no coincideixen amb els valors trobats a l’apartat anterior,

deu haver-hi algún error.

4. Encontrar el parámetro Z11 y Z12 entre dos dipolos separados una distancia d=2s a

partir de los resultados anteriores. Comparar con los resultados teóricos de la

bibliografía. (El parámetro Z11 se obtiene analizando la impedancia de entrada de un

dipolo aislado, el parámetros Z12 se puede obtener a partir de la impedancia de

entrada de un dipolo Zin1 y el otro cortocircuitado V2=0, ver nota mas abajo).

Z11 dipol aïllat

Impedancia Z11 aïllat= 89.3+49j

Impedancia Z12 mitjançant curtcircuit=89.7+35.3j Suposem V=0.00000001

Ztotal calculada amb el supernec=89.3+49j-(89.7+35.3j)=-0.4+13.17j

Calculem Ztotal de forma teorica tenint en compte que d=0.1666 (lambda/2)

Z11=73+j43 Z12=-10-30j Ztotal=63-13j

Les impedàncies novament no coincideixen i no sabem quin pot ser l’origen de l’error.

Problema 3: Antena con reflector diedrico

Se desea simular con supernec un dipolo frente a un reflecto diedrico (sncorner) a 2.45

GHz. Dicho antena consta de un dipolo de longitud λ/2 frente a un plano de masa

diádico (90º) a una distancia λ /4 de las paredes. Suponer que cada plano de masa es de

dimensiones λ x λ .Se pide:

a) Hallar las dimensiones de la antena (longitud del dipolo, separación y

dimensiones del plano de masa).

Lambda=0.1224

Dimensiones = lambda x lambda = 0.1224 x 0.1224

Longitud del dipolo = Lambda/2 = 0.0612

Separacion = Lambda/4 = 0.0306

b) Determinar el vector de radiación con ayuda del método de las imágenes. A partir

de este determinar el diagrama de radiación.

c) Simular el diagrama de radiación con supernec (plano E, H y en 3D). Comentar los

resultados.

Plano3D

Plano E

Plano H

Conclusions; Veiem que el guany amb el diedre a augmentat considerablement per

l’efecte que fan a l’estar dos plans a 90º, ja que, no radia cap enrere i dirigeix tota la

radiacio cap a un sentit.

d) Determinar la impedancia de entrada (utilizar el método de las imágenes y

las curvas de impedancia de dos dipolos paralelos) y compararla con el resultado

obtenido con supernec