Antenas Lineales. Antenas Lineales

Transcripción

1 Anenas Lineales Analice un dipolo ideal z µ e µ ( )( ) ( ) π e / ˆ r jk senθcos π φ xˆ + senθsen φ ŷ+ cosθẑ z ẑ A I r e dl Ie ẑdz 4 r C 4 r / µ e / jkz cosθ I π Ie ẑdz 4 r / jkz cosθ µ e << e I( cos θrˆ sinθθˆ ) / jkz cosθ 4π r Ie ẑdz Iẑ / x y a ( θ) Iz ( ) I j ( A A ) j I e ω θ + φ ωµ sen θ r sin θθ θ φ 4π MAX a << π << rad U( ) d Z I θφ, Ω D 4π rad 8 esisencia de adiación π I esisencia de érdidas endimieno rad + perds rad d perd perd dv dz z s I πah πa dz perd ( ) I I a Iz dz a l π π φ ρ a s ( ρ a) ( ρ a) z ωµ Hφ σ z a >> δ D -OBLMA - Anenas Lineales Obenga la relación delane derás de la anena Yagi de la figura en la que I A e I, 7 º A. Considere que las dos arillas radian como dipolos /. I + I ( + ẑ) exp( jkd cos( º )) ( +. ) delane dipmax dipmax 7 kd º I + ( ẑ) exp( jkdcos( 8º )) ( +. ) de ras dipmax dipmax 7 kd º I π d kd d º º.5 54º a, l,475 I I,5 l,45 delane de ras kd º kd º.7 j j.44 log delane de ras 4.54dB D -OBLMA -

2 Anenas Lineales Calcule la direciidad de un dipolo / siuado paralelo a un plano conducor exenso (lo puede suponer infinio), a una disancia /4. l dipolo esá consruido con una arilla delgada, para la que la auoimpedancia del mismo considerado aislado ale 7 +j 4 Ω. Al resulado se llega fácilmene aplicando imágenes y escribiendo las definiciones de la direciidad para el dipolo aislado (D,4) y para el dipolo enfrenado al plano. ólo es necesario comparar las poencias radiadas ( poencias enregadas a sus resisencias de enrada) y los campos máximos radiados, asumiendo la misma corriene de alimenación para ambas siuaciones. I -I raddip raddip raddip raddip L π π k 4 V IZ + IZ I( Z Z ) I I kl/ / V Z 7 j4 Impedancia muua enre dos dipolos + Z Z Z 88.5 j9 idénicos, paralelos, enfrenados y in + I Z.5 j9 separados / dip Z max Draddip 4π I 7 I raddip Draddip dip max raddip D 88.5 raddip raddip I 88.5I dip max dip Z max Draddip 4π raddip Drad dip.45 Draddip 5. D -OBLMA - Oras anenas Calcule el radio de la aperura de una bocina cónica de pared lisa, de 7º de error de fase, para que enga una anchura de haz enre punos de poencia miad en el plano H de º. Cuál es la anchura enre punos de db en el plano?..77, (7º/º)..95 a.95 π sin( θ) π(.5) sin( θ db ) θ.º BW θ 4.º db db db. a a. π sin( 5º ). 5 D -OBLMA - 4

3 ropagación Una comunicación en onda media ( MHz) uiliza como anena ransmisora un monopolo erical de 5 m y un recepor que requiere una señal eficaz de, mv/m. Calcule la poencia que debe ransmiir el monopolo con el recepor siuado a km de disancia cara db µ V / m monopolo µ V / m 5 <. T ( Kw) cara. Kw D -OBLMA - 5 ropagación: jercicio m 8.5 m.8 5.dBi m Hz ( Kw) ( Kw) µ V m µ V m db V cara cara µ d Km Inensidad de la onda de superficie sobre mar (ITU) Kw D -OBLMA -

4 ropagación: jercicio 8-5 (medio) T FT A 5.9 f MHz m π ktab 9K. K B 5KHz 8,47.55 nef µ log nef ( µ V) + ( db) 7dBµ V N m. 4.77dBi ( dbµ V) ( dbµ V) log ( Kw) log db V cara µ.4µ V m 7dB V d5 Km d78 Km Inensidad de la onda de ierra seca (ITU) Kw Inensidad de la onda de superficie sobre mar (ITU) Kw D -OBLMA - 7 ropagación Considere un radioenlace a.75 Hz de coro alcance (d Km) sobre una llanura que uiliza como anenas pequeños reflecores, de unas de diámero, siuados sobre sendas orres de meros de alo. Considerando que el coeficiene de reflexión es igual a ρ -.5, calcule el facor de aenuación de poencia por reflexión en ierra plana con respeco a espacio libre para ese radioenlace. h m ψ h ψ a an.º d ψ ψ<<bw -db BW db 7.5º D d/5 Km + d r ( d) + ( d) ρ exp( jk ) rflx ρrflx.5 cm 8 cm.75 d + h d.8 m k π ( d) ( + (.5)( + ) ).5 ( d) F p -db D -OBLMA - 8 4

5 ropagación Un másil radiane de onda media (f MHz) de 75 m de alura radia una poencia de Kw. Cuáno ale la densidad de poencia a 5 Km del másil si la propagación iene lugar a raés de una ierra seca con una conduciidad de σ, /m? πd ecuerde que en función de la disancia numérica p ( p ), el facor de aenuación +,p σ de campo por onda de superficie ale:. Fe + p +,p m πd σ 4 π5 p +,p Fe + p +,p p d Teoría de Imágenes i OT i e F 4πd r F e 4.8 4π 4 ( 5 ). 9 9 W m D -OBLMA - 9 ropagación Un radioenlace, a MHz, se uiliza para comunicar las orillas opuesas de un lago separadas km. La alura de ambas anenas, de ipo Yagi (de dbi de ganancia y adapadas a ransmisor y recepor), se ajusa para conseguir la primera inerferencia consrucia enre la señal direca y la reflejada. Calcule cuál debe ser la poencia ransmiida para obener una relación señal a ruido de db, si la emperaura de ruido oal del sisema ale 45 K y la anchura de banda del canal es de MHz..5 m 7 D min ktb, N x F e La inerferencia es consrucia (suma de rayo direco y reflejada) x min ê ê T x Fe 4πd π D -OBLMA - 5

6 ropagación Un radioenlace erresre de coro alcance (d5 Km) en banda X ( Hz), uiliza dos anenas parabólicas de 5 cm de diámero que poseen eficiencias globales de,7. i la emperaura oal de ruido (T A +T ) es de 5 K, calcule la poencia necesaria del ransmisor que asegure a la salida del recepor (B ruido MHz) una relación señal a ruido de db cuando sobre el rayeco cae una lluia orrencial de 5 liros/hora. Dmin ecuerde que: y k,8 Julios K N ktb D min ktb,8 5 N Aap πd π5 x 4π εg εg Alluia 5dB km 5km 5. x min êt ê x 4πd π... mw D -OBLMA - ropagación A parir del ionograma de la figura y considerando un modelo de ierra plana calcule la MUF de un enlace ionosférico de 9 Km de alcance que uiliza la capa. n la gráfica, a la frecuencia críica de la capa,8 MHz le corresponde una alura irual de 7 Km. La MUF cumple la ley de la secane MUF,8secφ,8 ( d / ) + h h 7,9MHz φ h d/ d9 Km D -OBLMA -

7 ropagación abiendo que durane la noche la frecuencia críica de la capa F ale 5 MHz y su alura irual Km, qué frecuencia máxima puede uilizar un radioaficionado si quiere esablecer enlaces con radioescuchas siuados a Km de disancia? ecuerde la ley de la secane: f f secφ d/ φ h Km D Km ( d / ) + h MUFF fc sec φ 5 7,7MHz h D -OBLMA - ropagación Calcule para una emisora de radiodifusión de onda media (f MHz) a qué disancia se siúa aproximadamene la zona de más alo fading nocurno, (recuerde que se da cuando las ampliudes de la onda de superficie y de la onda ionosférica son iguales), para una ierra con una conduciidad media de. /m. ara la onda ionosférica considere que la anena radia con un niel de 8 db (con respeco al horizone) y que a la aenuación de espacio libre en el camino de la onda ionosférica hay que añadir una aenuación adicional de db. Considere una alura irual de Km y modelo de ierra plana para la que: F e p π d p σ Ionosfera Onda de Tierra φ h Onda Ionosférica L L OT σ πd 8/ OI d 8π + h LOT LOI σ. / m d Km m d D -OBLMA - 4 7