Análisis y diseño de bocinas con perfiles arbitrarios mediante análisis modal
Author
Polo López, LucasAdvisor
Ruiz Cruz, Jorge AlfonsoEntity
UAM. Departamento de Tecnología Electrónica y de las ComunicacionesDate
2014-05Subjects
Antenas (Electrónica); Microondas; Ondas; TelecomunicacionesEsta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional.
Abstract
Las antenas de bocina son ampliamente usadas en los sistemas de comunicación. Típicamente se utilizan como alimentadores de antenas reflectoras y, debido a su robustez, también pueden montarse directamente sobre el fuselaje de aviones y a bordo de satélites. Las bocinas tienen la virtud de presentar grandes valores de directividad, ganancia y eficiencia. La principal desventaja de esta familia de antenas es (como suele ocurrir con la mayoría de los dispositivos de microondas) que son bastante complicadas de simular electromagnéticamente.
La mayoría de las herramientas comerciales existentes en el mercado
para la simulación de dispositivos de microondas (CST Microwave Studio, HFSS,...) usan métodos numéricos genéricos como son el de elementos finitos o el de diferencias finitas (bien en el dominio del tiempo o en el de la frecuencia), cuya principal ventaja es que permiten atacar un amplio rango de problemas. La principal desventaja de estos métodos genéricos es precisamente que su generalidad hace la simulación ineficiente, provocando largos tiempos de computación para ciertos problemas en comparación con otras técnicas más analíticas. El objetivo de este trabajo es el de desarrollar una herramienta software capaz de analizar, simular y diseñar antenas de bocina de forma e ciente basada en un método numérico, llamado Análisis Modal, el cual es muy e ciente para este tipo de problemas.
El uso de este software permitirá no sólo reducir los tiempos de simulación y diseño si no también el diseñar antenas de bocina utilizando ordenadores de bajo rendimiento como los notebook. Horn antennas are widely used in communication systems. They are typically used as feeds for re ector antennas and, due to its robustness, they can also be mounted on the fuselage of airplanes and are used on-board satellites.
Horn antennas also present great directivities, gains, and e ciencies.
The main drawback of this antenna family is (as it happens with most microwave devices) that they are pretty complicated to simulate with full-wave electromagnetic methods.
Most of the commercial tools at the market for simulating microwave
devices (CST Microwave Studio, HFSS,...) use general numerical methods such as finite elements or finite diferences in time or frequency domain, whose main advantage is that they can tackle a wide range of problems. The main drawback of these general methods is that this generality makes the simulation ine cient, causing long computation times for some problems in comparison with other more analytical techniques. The goal of this work is to develop a software tool capable of analyzing, simulating and designing horn antennas e ciently based on a numerical method, called Mode-Matching, which is known to be very e cient for this type of problem.
Using this software would not only lead to shorter simulation and design times but would also permit to design horn antennas using low performance computers like notebooks.
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