Lab 4 JoaquimVillen YanikLacroix

8/16/2019 Lab 4 JoaquimVillen YanikLacroix

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MÀSTER UNIVERSITARI EN ENGINYERIA AERONÀUTICA

SISTEMES DE RADIOFREQÜÈNCIAI COMUNICACIÓ

PROF. I. GIL LAB 4

REDES DE ADAPTACIÓN

Miembros grupo:

Instrumental y equipos necesarios

Simulador Agilent ADS

Diseño del coaxial

Considerar las especificaciones comerciales de un cable comercial RG178B/U (Fig. 1):

Fig. 1

1. Determinar los parámetros del cable coaxial (en mm), a partir de las especificaciones de la Fig. 1, sin

pérdidas. Considerar una longitud de cable de 10 m, f=2.9 GHz. Usar el calculador de líneas de transmisión

Linecalc (Fig. 2):

Fig. 2


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Hemos fijado los parámetros del coaxial con Linecalc obteniendo un diámetro interior de 0.256849 mm.

Figura 1

2. Realizar y mostrar la simulación de parámetros S11 y S21 del coaxial (100 MHz


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= 138√ εr log(DDi ) = 49.98 Ω ≈ 50 Ω

También se puede ver a través de la simulación con los parámetros 2 y .

Figura 2

Figura 3

En las figuras 2 y 3 se puede comprobar como la resistencia que se ve es de 49.97Ω y como el parámetro

es casi 0 dB, cosa que quiere decir que está perfectamente adaptado. Además si miramos la figura 4 se puedever la carta de Smith que muestra que el sistema está perfectamente adaptado.


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Figura 4

Con el propio software se puede calcular el % de potencia reflejada y el VSWR introduciendo las ecuaciones.Se puede ver como el VSWR vale 1 y el % de potencia reflejada es cercano a 0 confirmando lo mencionadoanteriormente.

Antena incógnita

3. Conectar la entrada a una antena incógnita y determinar la frecuencia de aplicación del sistema (Fig. 4).

Simular el parámetro S11: 1 GHz


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Fig. 4

Se ha simulado el parámetro y en la figura 5 se puede ver como esta antena está diseñada para trabajara 7.6 GHz ya que para las otras frecuencias se refleja una fracción muy alta de la potencia transmitida. En lasfiguras 6 y 7 se puede ver cómo a 7.6 GHz la impedancia característica es cercana a 50Ω. Para la frecuenciaque se quiere usar esta antena el valor de la impedancia característica es muy lejano a 50Ω

Figura 5


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Figura 6

Figura 7


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Se ha simulado el % de potencia reflejada y el VSWR para todas las frecuencias y se puede ver que para 2.9GHz los valores distan de los de adaptación:

- VSWR: 664

- % potencia reflejada: 99.3%

Figura 8

Adaptación cable-antena para aplicación radar

4. Adaptar el sistema coaxial-antena (Fig. 5) para cubrir la banda de frecuencia de un radar de vigilancia aérea:

f=2900 MHz

Calcular la red de adaptación necesaria (2 elementos L, C)

Simular el parámetro S11 (módulo y Carta de Smith)

Simular la impedancia de entrada del sistema

Recalcular VSWR y la potencia reflejada con el sistema adaptado


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Fig. 5

El circuito utilizado ha sido el siguiente:

Figura 9

Figura 10


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Se ha utilizado una calculadora de adaptación de redes para encontrar los valores de L y C necesarios paraadaptar la antena. Se han usado los primeros valores.

Figura 11

Se ha simulado el parámetro para varias frecuencias y se puede ver como sólo tiene valores aceptablesalrededor de 2.9 GHz ya que es la frecuencia para la que lo hemos adaptado. Eso muestra que la adaptaciónha sido satisfactoria.

Figura 12


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Figura 13

En la Figura 12 y 13 se puede observar como la impedancia característica a 2.9 GHz es de 50Ω.

Figura 14

En la figura 14 se puede ver el cálculo del VSWR y el % de potencia reflejada que también muestra que a 2.9

GHz la antena está perfectamente adaptada.


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Adaptación cable-antena para aplicación radar

5. Repetir el apartado anterior mediante una red de adaptación de 4 elementos (L,C,L,C)

El circuito utilizado ha sido el siguiente.

Los valores de las impedancias se han sacado de la calculadora de adaptación de redes.

Figura 15

En las figuras 16, 17 y 18 se puede ver como la antena está adaptada para la frecuencia deseada una vez más

de la misma forma que en el apartado anterior.

En la figura 19 se pueden apreciar los valores de VSWR y % de potencia reflejada. Con estos valores se puede

comparar al ejercicio anterior y se puede ver que tiene unos valores de potencia reflejada ligeramente inferiores

en las frecuencias alrededor de 2.6 GHz mostrando un ancho de banda mayor la adaptación con 4 elementos.


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Figura 16

Figura 17


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Figura 18

Figura 19

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