MEDIDA
DE
ANTENAS
EN
CAMPO
PROXIMO
SOBRE
UNA
SUPERFICIE CILINDRICA
L.
Jo e,
A.
Ca dama,
M.
Fe ando*
F.
Robin,
A.
Heckli,
Y.
Michel
**
~
E.T.S.I.T.
Ba celona
**Socie e
d'E ude
du
Radan ,
Pa is
ABSTRACT
An
e icien
o mula ion
o
a - ield
econs uc ion
om
nea - ield
measu emen s
on
a
cylinde
is
p esen ed.
An
expe imen al
se up
is
de o ed
o
he
s udy
o
he
in luence
on
he
econs uc ion
o
he
di e en
geom~
ic
pa ame e s.
I.
INTRODUCCION
La
ob enci6n
de
las
ca ac e is icas
de
adiaci6n
de
una
an ena,
a
pa i
de
la
medida
de
ampli ud
y
ase
de
la
dis ibuci6n
de
campo
en
su
zona
p oxima,
es
un
p ocedimien o,
desa ollado
en
la
ul ima
decada,
que
con ie e
la
medida
clasica
de
campo
abie o,
en
una
medida
ce ada
de
labo a o io.
La
geome ia
de
medida
(plana,
cilind ica
o
es e ica),
iene
condi
cionada,
en
p incipio,
po
el
ipo
de
diag ama
a
medi ,
y,
en
ul ima
ins ancia,
po
los
medias
de
ipo
mecanico
o
in o ma icos
disponibles.
Seglin
su
diag ama,
puede
deci se
que
pa a
an enas
muy
di ec i as
la
supe icie
plana
se a
la
mas
adecuada,
pa a
an enas
con
un
ancho
de
haz
g ande
(o
capaces
de
explo a
un
g an
ma gen)
en
un
plana,
se a
la
cilind ica
y
que
la
geome ia
es e ica
se
adap a-
a
bien
a
las
an enas
pocos
di ec i as.
Globalmen e,
puede
deci se
que
la
enume aci6n
dada
es a
o denada
de
mayo
a
meno
di icul ad
mecanica,
de
meno
a
mayo
complejidad
anali ica
y
de
meno
a
mayo
gene alidad
en
cuan o
a
ipos
de
an enas
a
medi .
La
elecci6n
de
la
geome ia
cilind ica
esul a
se
una
buena
soluci6n
de
comp omise
con
los
medias
dispo iibles
en
un
labo a o io
de
ipo
media.
II.
ESTUDIO
ANALITICO
Sea
una
supe icie
cilind ica
S,
de
adio
R0,
que
odea
comple a-
men e
a
la
an ena,
de
dimension
lineal
2a
( ig.1).
U ilizando
un
desa ollo
en
mod
os
cilind icos,
el
campo
ex e io .a
S,
puede
exp esa se
{
1},
pa a
p-+
oo,
coma:
-+
e-jK
"'
ejncjJ .n+1
Ee
( )
jW
sen8
l:
J
a(n,
KZ)
1T
n=-oo
-+
e-jK
sen8
l:
ejncjJ .n+1 ( 1)
EcjJ
( )
jwn
1T
J
b(n,
KZ)
n=-oo
-
177
-
donde
los
coe icien es
a,
b
(n,
KZ)
pueden
ob ene se
a
pa i
de
las
compone~
->- ->-
+
es
angenciales
de
E 6 H
sob e
S.
Pa a
el
caso
de
H
se
ob iene:
donde:
H<jl,z
(n,
KZ)
2n
2n
0
KZ
K
cos
8 K 2n//..
d
<jl
,
H<jl,Z
(Ro'
-oo
n
KZ
Hz(n,Kz)
R
0
(K
2
-
K~)
<jl,Z)
e-jn<jl ejKZZ
(2)
d z (
3)
En
la
p ac ica
hab a
que
oma
en
conside aci6n
el
e ec o
de
la
son
da
sob e
la
medida.
Es e,
puede
e alua se,
desp eciando
la
in e acci6n
mu ua,
-
u ilizando
el
eo ema
de
ecip ocidad
de
Lo en z.
Las
ecuaciones
exac as
{2}
i~
nen
el
incon enien e
de
p ecisa
el
diag ama
comple o
de
la
sonda
y
maneja
o -
mulaciones
nume icamen e
complejas
Si,
como
ocu e
en
la
mayo ia
de
los
casos
p ac icos,
la
an ena
se
halla
en
el
campo
lejano
de
la
sonda
y
el
diag ama
de
es a
puede
conside a se,
en
su
zona
on al,
una
buena
ap oximaci6n
del
de
un
dipolo
elec ico
o
magne ~
eo,
las
exp esiones
pueden
simpli ica se
no ablemen e
{3},
ob eniendo
pa a
un-
dipolo
magne ico
:
->-
Ee
( )
donde:
'¥
n
F
('¥
n)
ji
-jK
~
TI
--:-
-jK
;l~
TI
-
sen
KR 0
I 2
TI
N
/2
0 L
N
0
n=-
2
N0
/2
L N
ejn<jl
+1
n=-
-0
-
+1
2
T)
sen8
H<P
(n,Kz)
sen8
+
sen8
cos
e-jK
Ro
sene
cos~n
K R
sen8
cos
'¥
0 n
-
178
-
Hz(n,Kz)sen
'¥
n
'¥n
F('¥n)
(4)
e
jn
'¥
.
n
Las
exp esiones
(4)
ienen
el
me i o
de
u iliza
unicamen e
ans o -
madas
de
Fou ie ,
a
di e encia
de
(2)
donde
apa ec£an
unciones
cilind icas
mas
cos osas,
en
gene al,
de
p ocesa .
En
la
igu a
2
se
compa a
el
diag ama
plane
E
ob enido
median e
(4)
con
el
medido
en
campo
lejano.
III.
ESTUDIO
PARAMETRICO
EXPERIMENTAL
Pa a
es udia
la
in luencia
de
los
dis in os
pa ame os
geome icos
de
la
medida:
paso
6Z
0 y
longi ud
de
explo aci6n
lineal
Z0,
paso
6~
0
y
longi ud
ang~
la
de
explo aci6n
~
0
y
adio
del
cilind o
de
medida
R0,
se
ha
u ilizado
el
sis e
made
posicionado
plane,
disponible
{4},
al
que
se
ha
a iadido
un
posicionado
an-
gula
Scien i ic
A lan a.
Come
sonda
se
ha
u ilizado
una
boca
de
guia
( ig.3)
de
dimensiones
7.6x3.4
mm
ca gada
de
dielec ico
(E =
9)
cuyo
diag ama,
ep esen a-
do
en
la
ig.
4,
es
una
buena
ap oximaci6n
del
diag ama
e6 ico
de
un
dipole
mag-
ne ico
elemen al.
Las
medidas
se
han
ealizado
a
9.6
GHz
sob e
una
bocina
pi amidal
de
-
21
dB(20X14
cm).
La
u ilizaci6n
de
la
bocina
pe mi e,
po
una
pa e,
es udia
los
angulos
sepa ados
del
maximo
sin
excesi a
a enuaci6n,
y
po
o a,
ap oxima
el
dia
g ama
o al
a
pa i
de
una
medida
unidimensional.
a)
Paso
y
longi ud
de
explo aci6n
lineal:
Come
pa a
el
case
plane
{4},
el
paso
6Z
0
maximo y
la
explo aci6n
Z0
minima,
ienen
aco ados
po
el
angulo
maximo a
m,
del
diag ama,
que
se
quie a
econs ui :
z
0
6z
0
Za
+ 2
(R
0-a )
g
am
(5)
A/2
(6)
sen
am
b)
Paso
angula :
El
paso
angula
de
medida
es a
elacionado
di ec amen e
con
el
nu
me e
de
a m6nicos
N0,
que
son
unci6n
de
adio
"a"
del
cilind o
minimo
que
odea
la
an ena.
El
alo
minimo
pa a
N0
se
consegui a
cuando
el
eje
de
o aci6n
coin-
cida
con
el
cen e
de
ase
de
la
an ena.
Si
la
es uc u a
no
es
supe di ec a
N0
puede
ap oxima se
po :
N = 2
Ka
0
271
No
A
2a
(7)
En
la
igu a
5
se
ha
ep esen ado
la
ampli ud
de
los
a m6nicos
ob enidos
con
el
mon aje
desc i o
(6~
=4,6°)
pa a
6~=2,
4,
6°.
El
diag ama
co e
,
spondien e
se
-
0
ha
ep esen ado
en
la
ig.6,
donde
se
pone
de
mani ies o
la
dis o si6n
que
apa-
ece
al
mues ea
con
6~
>
6~
0
•
c)
La
longi ud
~
0
de
explo aci6n
se a
una
co a
maxima
de
alidez
del
diag ama.
Si
el
angulo
maximo
que
se
desea
cons ui
es
~m'
se
pod a
pone ,
~
0
>
~m·
En
la
igu a
7
se
ep esen a
el
diag ama
ob enido
pa a
di e en es
alo es
de
~0
(60°'
90°'
120°'
180°).
-
179
-
d)
Radio
del
cilind o
de
medida:
El
alo
minima
de
R
end a
condicionado
unda-
o
men almen e
po
la
exigencia
de
que
la
an ena
debe
es a
en
el
campo
lejano
de
la
sonda
y
se a
po
an o
uncion
de
ambas.
El
alo
maxima
V8nd a
limi ado
po
cues iones
mecanicas
y
de
sensibilidad.
Valo es
habi uales
es a an
en
o no
a
10 .
IV.
CONCLUSIONES
Se
han
ob enido,
sin
pe dida
ap eciable
de
gene alidad,
unas
exp esiones
simplicadas
pa a
la
ans o macion
campo
p oximo-campo
lejano,pa a
un
a
geome ia
ci
lind ica,que
e i an
la
u ilizacion
de
unciones
cilind cicas
y
de
diag ama
de
la-
sonda.
Es as
exp esiones
han
sido
aplicadas
al
es udio
de
la
in luencia
de
los
dis in os
pa ame os,
lo
que
ha
pe mi ido
ob ene
los
c i e ios
de
de inicion
de
una
zona
de
campo
p oximo
cilind ico.
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111
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x -
1(
..
· ~
zl--o
+--1--~~:::::::;:::<J-J+--~~--60
w
~
Fig.
1.-
Geome ia
de
la
medida
de
campo
sob e
una
supe icie
cilin-
d ica.
-180
0
180(0)
Fig.2.-
Compa acion
del
diag ama
plano-
E
de
la
bocina,
ob enida
en
campo
p oximo
(----)
con
el
medido
en
cam
po
lejano
(
•..•
).
-
180
-
Fig.4.-
Diag ama
de
la
sonda
de
la
igu a
3,
equi alen e
a
un
dipolo
mag-
ne ico
elemen al:
a)
pola izaci6n
de
e e encia
E~,
b)
pola izaci6n
c uzada
Ee.
dielec ico
Fig.3.-
Sonda
en
boca
de
guia
(46
x
3.4
mm)
ca gada
con
dielec ico
(E
=
9).
-180
0
Fig.6.
-
In luencia
sab e
el
diag ama
de
adiaci6n
de
los
di e en es
pasos
angula es
co espondien es
a
la
igu a
5.
·
0 (dB)
-
---
.. ---
1;'1
...
.
..
_---·
--
1-
----
·-
1
-
~
-
~V-
-
-
l ~~--+-
-
-
1
·-
- - --- -·1-
· --
-
·1
- ·
--;-
- -
··-
·-
1
·
--
- - - - 1·
-1-
- - -
..
. - ·
-·
-
1-
~~-
-
w~--~-
-
-
-
~-
-
-
-~~~~
-
-
-
~-~
-
~-~~w
~.
-
·-
·- -
--
-
- -
-
1-
-
Fig.
5.-
Espec o
de
los
a m6nicos
cilind icos
co espondien es
a
di e en es
pasos
angula es
6~:
(--)
2o,
(----)
4o
,(
....
)
6<J
.
Fig.7.-
In luencia
sab e
el
diag a-
ma
de
adiaci6n
de
la
longi
ud
de
explo aci6n
~
o:
(--)
lSOo.
(----)
120o,
(
•..
. )
90o,
(-.-.-)
60o.
-
181
-