Diseño e implementación de una antena parche-fractal con control de fase utilizando la matriz de Butler

Contenido principal del artículo

Joel Chuquimarca
Ariel Orellana
Fabian Chamba
Xavier Badillo
Cristian Leon

Resumen

El estudio presenta el diseño y la implementación exitosos de una antena parche-fractal con control de fase utilizando la matriz de Butler, una técnica fundamental para la formación de haces múltiples en antenas. El proyecto se enfoca en desarrollar un prototipo de laboratorio de una matriz de 4x4 mediante tecnología de microcinta. Se establecen condiciones teóricas y se describe la base teórica de los circuitos de microondas que conforman la matriz. Cada elemento se diseña, optimiza y simula individualmente utilizando software especializado (Ansoft Designer y Advans Design System), luego se verifica su desempeño mediante la evaluación de parámetros funcionales. Los diseños probados se integran en un único circuito para formar la matriz de Butler, la cual es sometida nuevamente a simulación y optimización antes de su fabricación. La funcionalidad de los componentes se verifica mediante un analizador vectorial de redes. Se realiza un análisis de la discrepancia entre los valores medidos y los parámetros teóricos establecidos como objetivo, lo que proporciona una evaluación exhaustiva del rendimiento del prototipo. La implementación de la matriz de Butler de 4x4 junto con el diseño de antenas parche-fractal microstrip ha permitido un control efectivo de la fase, demostrando su viabilidad en diversas aplicaciones. Los resultados tanto de simulación como de pruebas de laboratorio respaldan la capacidad de direccionar el lóbulo de radiación en diversas zonas sin necesidad de estructuras mecánicas adicionales. Se destaca la aplicabilidad de esta antena en sistemas radar de corto alcance, ofreciendo flexibilidad en el direccionamiento sin comprometer las propiedades electromagnéticas esenciales. Para futuras aplicaciones que requieran un control más preciso con un mayor número de lóbulos de radiación, se sugiere considerar el uso de una matriz de Butler con un mayor número de puertos.

Detalles del artículo

Cómo citar
Diseño e implementación de una antena parche-fractal con control de fase utilizando la matriz de Butler. (2024). MASKAY, 14(2), 17-24. https://doi.org/10.24133/maskay.v14i2.3497
Sección
ARTÍCULOS TÉCNICOS

Cómo citar

Diseño e implementación de una antena parche-fractal con control de fase utilizando la matriz de Butler. (2024). MASKAY, 14(2), 17-24. https://doi.org/10.24133/maskay.v14i2.3497

Referencias

C. A. Balanis, ”Antenna theory analysis and design,” 3ra ed. New Jersey, 2005.

J. E. Barrera Dolores and J. L. Garcia Delgado, ”Sistemas de Radar de aproximacion para el AICM,” Instituto Politecnico Nacional, Escuela Superior de Ingenieria Mecanica y Electrica, Mexico, 2012.

A. Seco Prieto, ”Diseno de acopladores direccionales de microondas ˜ para matrices de Butler” (Proyecto fin de carrera), Universidad Autonoma de Madrid, Escuela Politecnica Superior, Madrid, Espana, 2009.

F. I. Shaikh and S. Bansidhar Akhade, ”Smart Antenna System Using 4x4 Butler Matrix switched beam network for 2.4 GHz ISM band,” International Journal of Application or Innovation in Engineering & Management, vol. 4, no. 3, pp. 278-280, Mar. 2015.

W. Bhowmik and S. Srivastava, ”Optimum Design of a 4x4 Planar Butler Matrix Array for WLAN Application,” Cornell University Library, vol. 2, no. 1, pp. 68-74, ISSN 1004-4821, 2010.

A. Cardama et al., ”Antenas,” 2.ª ed., Barcelona, Espana: Edicions UPC, 2002

J. S. Neron and G. Y. Delisle, ”Microstrip EHF Butler Matrix Design and Realization,” Electronics and Telecommunications Research Institute (ETRI Journal), vol. 7, no. 1, pp. 778-796, Dec. 2005.

R. D. Cerna Loli, ”Diseno e implementaci ˜ on de un sistema de beam- ´ forming utilizando una matriz de Butler compacta para las bandas AWS y PCS 1900 MHz,” Pontificia Universidad Catolica del Peru, Facultad de Ciencias e Ingenier´ıa, Lima, Peru, 2014.

M. I. Skolnik, Introduction to Radar Systems, 3ra ed., Singapur: Tata McGraw-Hill, 2001.

R. Garg, P. Bhartia, I. Bahl, and A. Ittipiboon, Microstrip Antenna Design Handbook. London, UK: Artech House, 2001.

J. Jimenez et al., ”Procedimiento de Diseno y Realización de Antenas ´de Parche en Tecnología,” 2011.

B. R. Mahafza, ”Radar Systems Analysis and Design Using MATLAB,” Chapman Hall/CRC, 2000.

Artículos similares

También puede Iniciar una búsqueda de similitud avanzada para este artículo.

Artículos más leídos del mismo autor/a

<< < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >>