Marcelo Perotoni

Propagação e Antenas

Trimestre I- 2013

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Propagação e Antenas – Prof. Marcelo Perotoni

HW - 5

Projeto de antena corneta.

Guias de onda são designados de acordo com a banda. A Banda X (definição IEEE de 8 a

12GHz) é uma das mais populares em microondas, em função das pequenas dimensões

associadas e facilidades de propagação. É usada em radares embarcados (aeronaves) e

comunicação via satélite. Na página http://www.microwavers.org/waveguide.htm existe a

tabela das dimensões usuais.

Passo I.

Para esse projeto será preciso seguir o método apontado no livro Balanis, 2ª edição, seção

13.4.3. Nessa seção é apresentado um método para realizar, a partir das dimensões de um

guia alimentador (feeder) uma antena corneta ótima, dado o ganho desejado como input.

Felizmente Prof. Orfanidis fornece um programa em Matlab para automatizar

rapidamente esse design. O mesmo usa uma função de root finding com método de

Newton.

No link http://www.ece.rutgers.edu/~orfanidi/ewa/ baixe o pacote completo. No mesmo

investigue a função hopt.m.

Como entrada do programa informe:

- dimensão feeder WR90 (0.9 x 0.4 polegadas);

- Ganho desejado a sua escolha (consistente com uma antena corneta);

- Frequencia dentro da faixa (por exemplo 10GHz)

Cuidado com as unidades das dimensões solicitadas pelo programa!

Como saída do programa obtenha:

- Tamanho da abertura e da distância R da abertura ao feeder

→ Comente sobre a frequencia e ganho escolhido. Aponte a dimensão ótima apresentada pelo

programa.

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Passo II.

A simulação CST será realizada a comparação com o apresentado pelo programa no

Matlab.

Na simulação CST, siga o tutorial de antenas horn.

Relembrando os passos na modelagem 3D no CST MWS:

1. Desenhe o alimentador WR90 com certo comprimento consistente (todos blocos

feitos de PEC!!).

2. A seguir, posicione o WCS (sistema de coordenadas auxiliar na face do feeder).

3. Afaste o WCS (função move WCS) da dimensão R.

4. Nesse ponto, desenhe um retângulo de tamanho da abertura apontada pelo hopt.m.

Use o comando cover planar curve, PEC, deixando-o uma folha.

5. Em seguida, selecione o retângulo (shortcut f) e a abertura interna do feeder. Após

isso, escolha a operação Loft e junte os dois objetos.

6. Escolha a operação booleana add e some os dois objetos.

7. Em seguida use a operação sheel solid or thicken sheet, para fazer a parede

metálica (coloque parede de 0.1mm ou 0.01mm).

8. Adicione o monitor de campo distante (far field) e near field na frequencia de

operação e rode o programa no solver T.

9. Use condições de simetria apropriadas para reduzir o tempo de simulação. Além

disso reduza a faixa de simulação para começar após a frequencia de corte do guia

feeder (caso contrário a simulação demorará bastante).

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→ Envie o modelo .cst final.

→ Mostre as figuras de ganho obtido. Comente sobre o resultado obtido em comparação com o

apontado pelo programa analiítico do Matlab/Balanis.

→ De onde vem os lóbulos laterais e traseiros? Quem é responsável por essa energia

espacialmente distribuída longe do lóbulo principal (broadside)?

→ Comente como seria realizada a alimentação prática nesse caso. DICA – coaxial ou via

flange de guia de onda. Mostre figuras de cada caso.