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Antenas y PropagaciónAntena Bocina Cónica
Harold Fabián Chilatra Carvajal
1110488222
Antenas
Una antena se puede definir como
un dispositivo metálico generalmente
utilizado para radiar o recibir ondas
electromagnéticas, por lo tanto debe
ser considerada como un transductor
capaz de convertir ondas electrónicas
en ondas eléctricas y viceversa.
Antena Bocina Conica (Historia de las antenas tipo Bocina)
• una de las antenas mas simples y probablemente la mas
usada para microondas son las antenas tipo bocina.
• Su existencia data desde 1800, aunque solo hasta 1939
aparecen algunos artículos publicados que fueron escritos
para describir el mecanismo de radiación, métodos para
optimizar el diseño de la antena y sus posibles aplicaciones.
• El interés por el estudio de este tipo de antenas se origina
con la necesidad de comunicación por microondas y por
líneas de transmisión durante el periodo de la segunda guerra
mundial.
Historia de las antenas tipo Bocina
Una de las primeras antenas construidas se elaboraron en el año 1897 por el radio investigador
Jagadish Chandra Bose en sus experimentos de microondas.
En la década de 1930 se realizaron las primeras investigaciones experimentales y análisis teóricos
de las antenas bocina por los investigadores Southworth, Barrow y Chu.
Con el desarrollo del radar en la segunda guerra mundial, se estimuló la investigación de las
bocinas.
La bocina corrugada propuesta por Kay en 1962 ha sido implementada como el feedhorn en
sistemas de recepción satelital.
ANTENAS TIPO DE APERTURA
La antenas de apertura son aquellas que utilizan superficies o aperturas para direccionar el haz
electromagnético de forma que concentrar la emisión y recepción de su sistema radiante en una
dirección, formando ángulos sólidos.
.
BOCINA CÓNICA
La utilización como radiadores de las bocas de guía monomodo, rectangulares y circulares, permiten
alcanzar directividades moderadas, pero presentan desadaptación en la boca de la guía. Para aumentar su
directividad y adaptación tenemos que aumentar sus dimensiones eléctricas asegurando que la estructura
siga siendo monomodo.
Son las que se utilizan fundamentalmente en antenas de satélites de haz global. Son las más adecuadas para
utilizar polarizaciones circulares, aunque también pueda utilizar polarizaciones lineales, estas polarizaciones
tienen un mejor comportamiento en las bocinas piramidales. Se pueden clasificar según el modo de
propagación transmitido: bocinas de modo dominante, bocinas de modo dual y bocinas corrugadas.
BOCINA CÓNICA
La bocina cónica esta formada por una guía de onda circular, que propaga el modo fundamental TE11, que se
abre en forma de cono y termina en forma de apertura circular.
Estas antenas se pueden analizar como aperturas, suponiendo que la distribución de los campos es
aproximadamente la misma que los modos de las guías rectangulares o circulares.
BOCINA CÓNICA
BOCINA CÓNICA
directividad
es evidente que el comportamiento de una bocina cónica es similar a la de
una pirámide o un cuerno sectorial. A medida que aumenta el ángulo
llamarada, la directividad para un conica longitud dada en pliegues hasta que
alcanza un máximo más allá del cual comienza a disminuir. La disminución es
el resultado de la dominación del error de fase cuadrática en la abertura. En
la misma figura, se indica la línea de directividad anoptimum.
La directividad (en dB) de una bocina cónica, con una eficiencia de apertura ⋲ap y apertura circunferencia C, se puede calcular utilizando
representa la directividad de una abertura circular uniforme
Formulas :
donde a es el radio de la bocina en la abertura
corrección para tener en cuenta la pérdida de directividad debido a la eficiencia de apertura
Donde S es la desviación de fase máxima (en longitudes de onda)
La directividad de una bocina cónica es óptima cuando su diámetro es igual a:
Ganancia
G= Longitud de la onda de guia
O=Longitud de onda en el espacio
A= superficie AxX de la apertura de
la antenna de bocina
La ganancia depende de la relacion
entre la superficie de la aperture de
la bocina y la longitude de onda de
trabajo se puede aumentar
ensanchando la bocina misma.
TIPO DE ANTENAS CÓNICAS
Según el modo de propagación transmitido las bocinas cónicas se clasifican como:
Bocinas de modo dominante (o de modo único): Se sintoniza al modo predominante de la guía de onda
circular, el modo TE 11 . Este es el más básico de los tres tipos.
Bocinas de modo dual (o multimodo): Se sintoniza al modo de propagación de la onda que se propaga por la
guía de onda, junto al modo TE11 (uno de los modos de propagación más altos). El diagrama de radiación en
campo lejano del modo dominante de la bocina cónica tiene un ancho de haz más estrecho en el plano E que
en el plano H, pero los lóbulos laterales son más elevados. Las bocinas de modo dual se han desarrollado
para obtener un ancho de haz igual en los planos E y H, con un bajo nivel de polarización cruzada.
TIPOS DE ANTENAS
TIPOS DE ANTENAS: LISAS Y CORRUGADAS
Los campos del modo dominante HE 11 de la bocina corrugada y TE 11de la bocina lisa, donde se observa una mayor
pureza de la polarización en la primera. La finalidad de las bocinas corrugadas es conseguir diagramas mas simétricos
con un ancho de haz igual en los planos E y H, y obtener niveles de polarización cruzada más bajos y elevadas
eficiencias del haz (aproximadamente del 95%).
BOCINA REFLECTORA
BOCINA REFLECTORA
El sistema de alimentación de este tipo de antenas consiste en uno o varios radiadores de tipo bocina
TRANSMISION ---ENERGIA DE MICROONDAS PROVENIENTE DE LA GUIA DE ONDA -- ENTRA A LA BOCINA ----CONDUCE
ESPACIO EXTERIOR---BOCINA DE ALIMENTACION---- IRRADIA ENERGIA DESDE EL PUNTO AL REFLECTOR---INDUCEN
CORRIENTES ELÉCTRICAS EN SU SUPERFICIE DIRECTAMENTE PROPORCIONAL AL NIVEL LOCAL DE ENERGÍA .
VENTAJA: Una buena propiedad de este tipo de antenas es que un único reflector con
alimentador puede funcionar para transmitir, recibir o ambas cosas simultáneamente. A
esta propiedad se le conoce como reciprocidad.
DESVENTAJA: La energía que llega al satélite produce corrientes eléctricas muy débiles en la
superficie del reflector, resultando una erradicación hacia el alimentador.
RADIACION DE UNA ANTENA BOCINA CONICA
APLICACIONES DE LAS ANTENAS TIPO BOCINA
• Las bocinas se suelen utilizar para iluminar un reflector, formando una antena parabólica.
• También se pueden utilizar de forma aislada, como antenas de cobertura global en satélites o bien
formando agrupaciones, para conformar un determinado diagrama de radiación, para conseguir una
cobertura de un continente o un país.
VENTAJAS GENERALES
Son antenas comúnmente utilizadas en frecuencias de microondas.
Tienen alta ganancia, bajo ROE (VSWR), relativamente alto ancho de banda.
No necesita red de acoplamiento ni balun para cubrir intervalos de frecuencia amplios.
Buen acoplamiento de impedancia
Las características de su patrón de radiación permanecen casi constantes en gran parte de su intervalo de
operación
Opera con potencias grandes
DESVENTAJAS GENERALES
Delicada fabricación
• Sensibilidad en cuanto al ambiente de trabajo
• El aumento de las dimensiones si se quiere aumentar la ganancia de la antena
EJEMPLO No 1
SOLUCION EJEMPLO No 1
DISMINUCION DE LA DIRECTIVIDAD EN LA FUNCION DE PARAMETROS
SOLUCION EJEMPLO No1
SOLUCION EJEMPLO No 1
SOLUCION EJEMPLO No1
EJEMPLO No 1
