Antenas de avanzada tecnología

UNIVERSIDAD “FERMÍN TORO”[pic 1]

VICERECTORADO ACADÉMICO

FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA DE TELECOMUNICACIONES

Informe del equipo n° 4

ANTENAS DE AVANZADA TECNOLOGÍA

Alumnos:

Luis Pinto                 C.I: 20.348.582

María Barreto                 C.I: 20.891.591

Jeanfranco Suarez         C.I: 21.054.617

Omar Arrieche                 C.I: 22.184.991

Zurian Freitez                 C.I: 22.333.536

Argimiro, Gutiérrez        C.I.: 24.155.463                                                            

Cátedra: Antenas y propagación

Sección: SAIA-A

Profesor: Ing. MSc. William Rivero

Cabudare, Abril de 2016

Introducción

Antenas diseñadas con el objetivo de emitir o recibir odas electromagnéticas hacia el espacio libre, existe una gran diversidad de antenas pero se dará a conocer  las antenas de avanzada tecnología o también conocidas como las antenas de la nueva era, las antenas de hoy en día, el propósito con que fueron diseñadas y los materiales con los cuales las diseña para trabajar y ser de la forma que son. Las nuevas tecnologías nos abren un paso a un sinfín de cosas la imaginación y los nuevos descubrimientos nos llevan a conocer cosas que ahora podemos ver como las mejores pero mañana un nuevo descubrimiento hará que eso que creías nuevo sea obsoleto. Por ahora se dará a conocer; de las antenas inteligentes quienes son un incremento en la calidad de las comunicaciones, las antenas fractales estas son antenas de buen rendimiento y económicas de fabricar, las antenas planas que deben usarse con satélites potentes, así también están las antenas superconductoras quien están realizadas o cableadas con materiales superconductoras dándoles mayor eficiencia y mayor potencia de emisión y recepción.

ANTENAS INTELIGENTES

Es aquella que, en vez de disponer de un diagrama de radiación fijo, es capaz de generar o seleccionar haces muy directivos enfocados hacia el usuario deseado, e incluso adaptarse a las condiciones radioeléctricas en cada momento. Está conformado por un arreglo de antenas (arrays) más una unidad de procesamiento digital de señales (DSP).

La unidad de procesamiento de señales se encarga de la manipulación matemática de una señal de información para modificarla o mejorarla en algún sentido. Este está caracterizado por la representación en el dominio del tiempo discreto, en el dominio frecuencia discreta, u otro dominio discreto de señales por medio de una secuencia de números o símbolos y el procesado de esas señales.

Ventajas

- Incluyen mayor ancho de banda y el potencial para introducir otros servicios

- Incremento en la calidad de las comunicaciones

- Aumento de la capacidad del sistema

Desventajas

- Incremento de complejidad de transceptores y la administración de recursos en las radio bases

- Mayores costos

- Tamaño físico

Este tipo de antenas permite también propagar una señal de manera omnidireccional y direccional, esto dependiendo de la forma en la cual se desee transmitir la información a los usuarios.

¿Para qué se utilizan las antenas inteligentes?

Este tipo de antenas se usan por la forma dinámica en la que puede manejar sus patrones de radiación, esto le da la posibilidad de manejar más usuarios por estación base. Y a su vez garantiza un mejor tráfico de información, sin tantas interferencias, al poder centrar toda la potencia radiada a un punto en específico.

Principios funcionales de una antena inteligente

El principio básico de funcionamiento de las antenas inteligentes es que cada antena recibe una señal separada y definida.

El receptor utiliza una señal para mejorar la calidad de otra señal o ajustar los datos de varias señales para aumentar el ancho de banda.

Los dispositivos asociados a las antenas inteligentes procesan dicha señal a un formato digital para retransmitirlo al terminal como una cadena de datos. [pic 2]

Tipos de antenas inteligentes

- Sistemas de haz conmutado

El sistema genera varios haces a ángulos prefijados que se van conmutando secuencialmente dando como resultado un barrido discreto de la zona de cobertura en posiciones angulares fijas

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- Sistemas de haz de seguimiento:

Requiere el uso de un array progresivo, es decir un array en el que se pueden controlar electrónicamente las fases con las que se alimentan los distintos elementos.

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- Sistemas de haz adaptativo:

Este sería el máximo nivel de inteligencia con que se podría dotar el sistema. En este caso, la salida de cada elemento del array se pondera con un factor de peso cuyo valor se asigna dinámicamente.

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Aplicaciones de las antenas inteligentes

Este tipo de antenas también se usan en sistemas de detección y exploración, entre esos figuran los:

- Sistemas de radar

- Sistemas de sonares

- Sistemas de detección termina y sísmica

- Exploración petrolera

- Bioingeniería

¿Qué es un Fractal?

Es un objeto geométrico cuya estructura básica fragmentada o irregular, se repite a diferentes escalas

Se le atribuyen las siguientes características:

-Es demasiado irregular para ser descrito en términos geométricos tradicionales

-Es autosimilar, su forma es hecha por copias más pequeñas de la misma figura

ANTENA FRACTAL

Una antena fractal es aquella que utiliza una geometría fractal para su diseño, maximizando la distancia o el perímetro en el que puede transmitir o recibir, dentro de un volumen o superficie dada.

La clave de su aspecto es la repetición de un patrón sobre uno o más espacios. Por esta razón, las antenas fractales son muy compactas, son multibanda o de espectro expandido y tienen varias utilidades en telefonía móvil y comunicación por microondas.

Los fractales cuentan con formas irregulares, bordes afilados, discontinuidades y esquinas, los cuales mejoran notablemente la radiación electromagnética, por lo que estas geometrías se constituyen elementos radiantes eficientes.

La dimensión fractal de algunos fractales permite la reducción del tamaño de las antenas a realizar respecto a una hecha en base a geometrías euclidianas.

Las antenas realizadas en base a geometrías fractales, suelen tener incrementos notables respecto a la impedancia de entrada, lo cual permite facilitar el acople entre la antena y la línea de transmisión.

Ventajas de las antenas fractales

Al brindar la característica de auto similitud, esto conlleva a antenas auto semejantes que se comportan de forma similar en varias longitudes de onda, es decir los parámetros de radiación en diferentes  bandas son similares.

Mejoran el rendimiento de las antenas compuestas, aunque muchas antenas compuestas parezcan ser una sola en su mayoría, son arreglos de varias antenas para formar una sola.

Su forma dentada genera capacitancias e inductancias adicionales, lo que hace innecesarios elementos externos para aumentar el ancho de banda de las frecuencias que desea recibir o sintonización de la misma.

Son antenas de buen rendimiento y económicas de fabricar

Tipos de antenas fractales

Existe un sin número de fractales, pero dentro del ámbito de la aplicación en antenas, entre los más utilizados podría mencionarse:  eltriangulo de Sierpinski, la curva de Koch, la curva de Hilbert, el fractal de Mandelbord, etc. Estos de acuerdo a su forma y propiedades son aplicados a diferentes tipos de antenas como las antenas de bucle, dipolos, antenas multibanda y la formación de arreglos.

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El triángulo de Sierpinski

Presenta propiedades multibanda al ser aplicado a una antena, dando como resultado diagramas de radiación de campo lejano similares para diferentes frecuencias cuyo número va en proporción al de iteraciones con los que se trabaja.

La construcción del mismo, parte de un triángulo del cual se toman los puntos medios de sus lados formando un triangulo invertido interior el cual se sustrae de la estructura. Este proceso se repite para cada uno de los triángulos restantes para las siguientes iteraciones.

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La Curva de Von Koch

La curva de Koch es uno de los fractales más utilizados al momento de realizar antenas, para obtener este, basta, al igual que con otros fractales, con describir como se consiguen las primeras iteraciones. Partimos de un segmento de recta (iteración cero), el cual se divide en tres partes iguales, el segmento central se remplaza por un triángulo equilátero de lado igual a dicho segmento pero suprimiendo el lado que debería ir sobre él. El proceso de iteración descrito se comprende mejor al apreciar las gráficas resultantes que se muestran a continuación.

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