INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y

ELECTRICAUNIDAD ZACATENCO

INGENIERÍA EN COMUNICACIONES Y ELECTRÓNICA

LABORATORIO DE TERORIA DE RADIADORES ELECTROMAGNETICOS

PRACTICA 3: PATRON DE RADIACIÓN.

INTEGRANTES:CASTILLO ORTIZ GONZALO 2012300384

GARCÍA ESQUIVEL GUSTAVO 2011300317

PROFESORA: M. en C. PILAR GUTIERREZ MORENO

GRUPO: 5CM8

FECHA DE ENTREGA: 21 DE ABRIL DE 2014PRACTICA 3. PATRON DE RADIACIÓN.

Objetivo: Que el alumno identifique por medio de las siguientes configuraciones a distintas aberturas de ángulo el patrón de radiación.

INTRODUCCION TEORICA.

Es la representación gráfica de las características de radiación de una antena, en función de la dirección (coordenadas en azimut y elevación). Lo más habitual es representar la densidad de potencia radiada, aunque también se pueden encontrar diagramas de polarización o de fase. Atendiendo al patrón de radiación, podemos hacer una clasificación general de los tipos de antena y podemos definir la directividad de la antena (antena isotrópica, antena directiva, antena bidireccional, antena omnidireccional,…) Dentro de los patrones de radiación podemos definir diagrama copolar aquel que representa la radiación de la antena con la polaridad deseada y contrapolar al patrón de radiación con polaridad contraria a la que ya tiene.

El patrón de radiación de una antena se puede representar como una grafica tridimensional de la energía radiada vista desde fuera de esta. Los patrones de radiación usualmente se representan de dos formas, el patrón de elevación y el patrón de azimuth. El patrón de elevación es una gráfica de la energía radiada por la antena vista de perfil. El patrón de azimuth es una gráfica de la energía radiada vista directamente desde arriba. Al combinar ambas gráficas se tiene una representación tridimensional de como es realmente radiada la energía desde la antena.

Los parámetros más importantes del diagrama de radiación son:

Dirección de apuntamiento: Es la de máxima radiación. Directividad y Ganancia.

Lóbulo principal: Es el margen angular en torno a la dirección de máxima radiación.

Lóbulos secundarios: Son el resto de máximos relativos, de valor inferior al principal.

Ancho de haz: Es el margen angular de direcciones en las que el diagrama de radiación de un haz toma un valor de 3dB por debajo del máximo. Es decir, la dirección en la que la potencia radiada se reduce a la mitad.

Relación de lóbulo principal a secundario (SLL): Es el cociente en dB entre el valor máximo del lóbulo principal y el valor máximo del lóbulo secundario.

Relación delante-atrás (FBR): Es el cociente en dB entre el valor de máxima radiación y el de la misma dirección y sentido opuesto.

EQUIPO Y MATERIAL UTILIZADO:

Generador de RF Detector de I y V Detector de radiación Plano de tierra Transportador de 180° Caja de accesorios 2 Varillas No. 2 2 varillas No. 13

DESARROLLO EXPERIMENTAL.

a) Se colocan las varillas en el plano de tierra con una separación entre ellas de 30° y se efectúa el acoplamiento entre el generador de señales y el plano de tierra midiendo los parámetros del plano de tierra y el generador de RF, los resultados se muestran a continuación:

P.T. P.D. P.R.5 0.5 0.2

b) Se midieron los parámetros tanto de voltaje como de corriente en 8 puntos distintos a lo largo de ambas varillas dando los siguientes resultados:

Punto V I1 4 22 3 43 0 44 2 05 3 06 5 07 4 18 1 4

Se grafican corriente y voltaje:

c) Se detecta la radiación a distintos ángulos y se dice que tipo de polarización es:

1 2 3 4 5 6 7 80

1

2

3

4

5

6

I y V

d) En este caso no existe radiación en ningún punto alrededor, ni horizontal ni vertical, por lo que no es un elemento radiador, solo existe la radiación entre las dos varillas

Despues se hace lo mismo que en el proceso anterior solo que esta vez se usa una separación entre las varillas de 60°

a) Parámetros del plano de tierra y el generador de RF

P.T. P.D. P.R.5 0.5 0.2

b) Detección de V e I y grafica

Punto V I1 1 02 0 23 0 34 2 15 3 06 5 07 4 08 3 3

c) Se detecta radiación a distintos angulos tanto en posición vertical como horizontal

1 2 3 4 5 6 7 80

1

2

3

4

5

6

I y V

d) Para el caso de esta separación de 60° si existe detección de radiación solo enfrente del elemento radiador y esta es horizontal, tal como se puede apreciar en la imagen ya que no hubo radiación vertical.

3. Se repiten los pasos pero a una separación de 90° entre las varillas

a) Parámetros del plano de tierra y el generador de RF

P.T. P.D. P.R.5 0.5 0.2

b) Detección de V e I y grafica

Punto V I1 4 02 2 13 1 24 1 05 1 06 3 07 1 08 0 1

c) Se detecta radiación a distintos angulos tanto en posición vertical como horizontal

1 2 3 4 5 6 7 80

1

2

3

4

I y V

d) Para este caso al igual que el anterior se detecto radiación solo al frente de la abertura y solo de forma horizontal.

4. Se repiten los pasos pero a una separación de 120° entre las varillas.

a) Parámetros del plano de tierra y el generador de RF

P.T. P.D. P.R.5 0.5 0.2

b) Detección de V e I y grafica

Punto V I1 3 02 2 13 1 24 1 15 1 06 1 07 3 08 1 3

c) Se detecta radiación a distintos ángulos tanto en posición vertical como horizontal

1 2 3 4 5 6 7 80

0.51

1.52

2.53

3.5

I y V

d) Para este caso existió detección de radiación tanto de forma horizontal como de forma vertical esta vez más intensa, tanto al frente como a los costados del arreglo.

5. Se repiten los pasos pero a una separación de 150° entre las varillas.

a) Parámetros del plano de tierra y el generador de RF

P.T. P.D. P.R.5 0.5 0.2

b) Detección de V e I y grafica

Punto V I1 1 02 1 03 0 14 1 15 1 06 1 07 1 08 0 1

c) Se detecta radiación a distintos ángulos tanto en posición vertical como horizontal

1 2 3 4 5 6 7 80

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

I y V

d) En este caso se detectó radiación alrededor de todo el arreglo de varillas siendo mas intensa de forma horizontal.

6. Pr último se trabajo a una separación de 180° entre las varillas y se coloco otra por encima de estas.

a) Parámetros del plano de tierra y el generador de RF

P.T. P.D. P.R.5 0.5 0.2

b) Detección de V e I y grafica

Punto V I1 3 02 2 03 1 14 1 05 1 16 0 07 0 08 2 2

c) Para este caso no se detectó radiación alrededor de este arreglo ni de forma horizontal ni de forma vertical, solo se logró al poner el detector por encima de las varillas como se muestra en la imagen.

1 2 3 4 5 6 7 80

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

Conclusiones.

Al finalizar esta practica pudimos entender como es el patrón de radiación para una antena y con ello podemos decir en que dirección y de que manera podremos detectar de mejor manera la señal emitida por las antenas con las que trabajamos.