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amas
Pat
r
ón de Radiación
D
i
r
ectividad
A
ntena Alimentadora
Sust
r
ato
En el mundo de las Telecomunicaciones y con la p
r
óxima llegada de la nueva
gene-ración de las tecnologías inalámb
r
icas 5
G
, las antenas holog
r
á
f
icas han ido
cobran-do cada vez más inte
r
és, g
r
acias a su
f
acilidad de integ
r
ación, bajos costo
s
,
posibili-dad de “adapta
r
” su pat
r
ón de
r
adiación y g
r
an ancho de banda. El
presente trabajo investigativo consiste en log
r
a
r
un diseño y simulación de una
antena holográfica de capa simple con
r
e
f
lecto
r
inco
r
po
r
ado, destinado pa
r
a la
banda
K
a a 30
GH
z, con un pat
r
ón de
r
adiación no
r
mal a la supe
rf
icie holog
r
á
f
ica
D
istribución Local
(
LM
D
S
)
. Pa
r
a esto se utilizó una placa de sust
r
ato que contiene
un holograma (con líneas con
-
ducto
r
as, las cuales se co
rr
esponden con el patrón
de interferencia de dos
f
uentes: la
f
uente alimentado
r
a y un pat
r
ón de
r
adiación
deseado), una antena bocina como antena alimentado
r
a y una supe
rf
icie
reflectora. Todo e
s
te sistema
f
ue simulado a t
r
avés del software
AN
S
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H
FSS
versión15.0. Como
r
esultado se obtiene un pa
-
t
r
ón di
r
igido de
f
o
r
ma no
r
mal a la
superficie holográ
f
ica, con una mayo
r
di
r
ectivi
-
dad y ganancia que si no
s
e
utilizara una placa
r
e
f
lecto
r
a, al tiempo, que constituye un diseño pequeño, de
f
ácil
integración y const
r
ucción.
HFSS
y la posibilidad de se
r
empleada en aplicaciones de Sistemas Multipunto de
I
SS
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:
1813
-
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P
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2021
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In the Telecommunications
w
o
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ld, and
w
ith the upcoming a
rr
ival o
f
the ne
w
gene-
ration of 5
G
w
ireless technologies, holog
r
aphic antennas have been gaining more
interest, due to thei
r
ease o
f
integ
r
ation, lo
w
costs, possibility o
f
“adapting” their
radiation pattern and high band
w
idth. The
f
ollo
w
ing
r
esea
r
ch is aimed at ac
h
ie-
ving a design and simulation o
f
a single laye
r
holog
r
aphic antenna
w
ith a built-in
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lector, intended
f
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w
ith a
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adiation patte
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n no
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mal to
4
3
con la utilización del software
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H
FSS en
s
u
ve
r
sión 15.0, constituyen los objetivos de esta i
n
ve
s
ti-
gación. Los
r
esultados obtenidos
f
ue
r
on positivo
s
,
s
e
co
rr
esponden con la bibliog
r
a
f
ía consultada y trazan
un camino pa
r
a continua
r
p
r
o
f
undizando en este fa
s
ci-
nante mundo de las
A
ntenas
H
olog
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f
icas.
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ón de inte
rf
e
r
encia de dos
f
uentes: la fuente
alimentado
r
a y un pat
r
ón de
r
adiación deseado), una
antena bocina como antena alimentado
r
a
y
una
supe
rf
icie
r
e
f
lecto
r
a. Todo este sistema
f
ue simulado
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r
avés del software
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sión15.0.
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H
FSS
sueños i
rr
ealizables. (Balanis, Constantine A, 2008
)
Esto conllevó a que se retomase nuevamen
-
te el estudio y desarrollo de las antenas holog
r
á
-
f
icas
(
Mova
h
hedi,
K
arimipour, y
K
omiani, 2019
)
(
Nicholson,
K
elvin J.; Baum, Thomas C.; Patniotis,
Joel E.; Ghorbani,
K
amran, 2020) (
G
alle
r
, F
r
ey,
Waldschmidt
,
y Chaloun, 2020) (Mei, Tang
,
y
X
iao
)
,
que ya habían sido relegadas a un segundo plano desde
sustentado en su facilidad de integración, bajos costos,
posibilidad de “adaptar” su patrón de radiación y g
r
an
ancho de ban
d
a (Jia,
Y
ongtao; Liu,
Y
ing;
F
eng,
Y
ijun;
Zhou, Zhipeng) (Liu,
Y
ing; Li,
N
a; Jia,
Y
ongtao;
Zhang, Wenbo; Zhou, Zhipeng, 2019).
Dent
r
o de esta esfera, las antenas holog
r
á
f
icas de
capa simple, conformadas por una placa de dieléct
r
ico
la el pat
r
ón de radiación deseado, compuesto po
r
líneas
conducto
r
as espaciadas a una distancia dete
r
minada
(
Almajali, E.;
P
etosa,
A
.; Mc
N
amara,
D
.
A
.; Wight, J.,
I
n
t
r
odu
cc
i
ón
di
r
ectividad y ganancia, todo lo cual mejo
r
aría
s
u
La incesante búsqueda y desarrollo de di
f
e
r
entes
e
f
iciencia y, po
r
ende, sus potencialidades. (Ly,
tipos de antenas cada vez más e
f
icientes, capaces de
H
uan
-H
uan;
H
uang,
Q
iu
-
Lin;
H
ou, Jian
-Q
iang; Shi,
ope
r
a
r
a
S
uper
A
ltas
F
recuencias (
SHF
) y c
o
n baja la
-
X
iao
-
Wei; Liu, Jin
-
Lin, 2019
)
.
tencia, pe
r
mitiendo transmitir y enviar información de
La
f
o
r
ma de inco
r
po
r
a
r
la placa
r
e
f
lecto
r
a,
s
u geo-
mane
r
a p
r
ácticamente instantánea, harán realidad mu
-
met
r
ía, la teo
r
ía que la justi
f
ica y la sustenta, así como
chas aplicaciones que hasta el momento constituyen
log
r
a
r
el diseño y simulación de todo este si
s
tema,
su apa
r
ición en la década del 60 del siglo pasado. Sin
Pa
r
a el desa
rr
ollo de esta investigación se utilizó
emba
r
go, su estudio ha demostrado el inte
r
és en las
una placa de sust
r
ato que contiene un holog
r
ama (con
mismas
(P
eng, Jianhua, Zhengpeng, y Zhiping, 2017
)
,
líneas conducto
r
as, las cuales se co
rr
esponden con el
delgada
(
sust
r
ato) que contiene un holograma que simu
-
R
e
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u
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t
a
do
s
y
d
i
sc
u
s
i
ón
2016
)
, constit
u
yen una opción viable para ser empleadas
H
FSS es un software de alto
r
endimiento para el
en aplicaciones de
S
istemas Multipunto de
D
i
s
t
r
ibución
diseño, modelación y simulación de est
r
uctu
r
a
s
en
Local
(
LMD
S)
, por su sencillez y bajo costo.te
r
ce
r
a dimensión
(
3
D)
, c
r
eado pa
r
a altas
fr
ecuencia
s
P
o
r
esta
r
azón, se propuso incorporarle una pla
-(
Tapia L. y Mena M.
)
(O
zis, Ezgi;
O
sipov,
A
ndrey
V
.;
ca
r
e
f
lecto
r
a
q
ue mejorara el patrón de radiación, suEibe
r
t, Thomas F., 2015
)
. También se puede de
f
inir
K
e
y
w
o
r
d
s
Holog
r
aphic
A
ntennas
Holog
r
ams
Radiation
P
attern
Di
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ectivity
F
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Antenna
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the holographic su
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ace and the possibility o
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being used in applications o
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Multipoint
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(
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H
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r
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w
as used con-
taining a holog
r
am
(w
ith conductive lines,
w
hich match the inte
rf
e
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t
w
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w
e
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ce and a desi
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)
, a ho
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rf
ace
r
e
f
lecto
r
. This enti
r
e system
w
as simulated through
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T
HF
SS ve
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sion 15.0 so
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a
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e. F
r
om the
r
esults obtained, a patte
r
n direc-
ted in a normal
w
ay to the holog
r
aphic su
rf
ace is achieved,
w
ith g
r
eate
r
di
r
ectivity
and gain than i
f
a
r
e
f
lecto
r
plate
w
as not used, at the same time it
w
as a small de-
sign, easy to integ
r
ate and build.
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a
r
El sistema completo se compone de una antena ho
-
log
r
á
f
ica
(
que contiene un holograma), una placa
r
e
f
lecto
r
a y una antena alimentadora o excitado
r
a
c
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nsistente
F
i
g
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r
fr
ecuencia de
r
esonancia, campo radiado, impedancia,
ca
r
acte
r
ística de puertos y los parámetros
S
.
P
o
s
ibilita
el estudio elect
r
omagnético de modelos a través de
acoplamientos adaptativos y la visualización del
compo
r
tamiento de las ondas electromagnéticas po
r
medio de he
rr
amientas interactivas y dinámicas.
Utiliza di
f
e
r
entes algoritmosmatemáticospa
r
a
r
ealiza
r
la simulación de objetos en 3
D
, como: El
Método de los Elementos
F
initos (
F
EM) y el
M
étodo
de los Momentos (MoM), que permiten conforma
r
un
mallado adaptativo auto-máticamente al modelo.
como un simulador de CEM de alto rendimiento queen una antena de bocina pi
r
amidal
(A
lmajali, E.; Peto
s
a,
posibilita la modelación de dispositivos pasivos volu
-A
.; Mc
N
ama
r
a,
D
.
A
.; Wight, J., 2016
)
.
(
Figu
r
a 1
)
.
mét
r
icos en 3D.El ancho de las líneas metálicas
(w)
se asume lo
Este software desarrollado por
A
nsys, integ
r
a si
-
su
f
icientemente pequeño pa
r
a simula
r
lo mejo
r
posible
mulación, visualización, modelado de sólidos y auto
-
la situación del pat
r
ón inte
rf
e
r
ente de una línea in
f
i-
matización en un ambiente de fácil aprendizaje, dondenitesimal. El ancho del sust
r
ato dieléct
r
ico
(
t
)
es tam-
las soluciones a problemas electromagnéticos en 3
D
bién muy est
r
echo pa
r
a
r
educi
r
los e
f
ectos de la onda
s
e obtienen de
f
o
r
ma rápida y precisa. Constituye unade supe
r
f
icie. El la
r
go
(
L
)
de la antena holog
r
á
f
ica e
s
he
rr
amienta útil para resolver sistemas de estructu
r
adebidamente seleccionado pa
r
a obtene
r
una buena di-
compleja que son difíciles o imposibles de modela
rr
ectividad y e
f
iciencia de ape
r
tu
r
a.
(
Figu
r
a 2
)
.
conside
r
andométodospuramentealgeb
r
aicos.
D
ebajo de la antena holog
r
á
f
ica, a una distancia de
Pe
r
mite el cálc
u
lo de diferentes parámetros como:λ/4, se coloca el
r
e
f
lecto
r
, el cual está
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mado po
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n
siones
ti
r
de sus dimensiones
f
ísicas, hacen de estas
bocinas una atractiva
conducto
r
perfecto, en este caso: cobre. También po
-
simpli
f
ica
r
los cálculos y
f
undamenta el
f
enómeno que
see líneas o “strips” espaciados a una distancia de λ
ocu
rr
e, cuando las antenas están ce
r
canas a
una
s
uper-
(F
igu
r
a 4
)
, de forma tal, que los “strips” del
r
e
f
lecto
r
f
icie plana,
lisa,
conducto
r
a,
con una
longitud grande
coinciden exactamente en el medio de la distancia de
con
r
especto a la longitud de onda que se está utilizan-
cada uno de los “strips” de la antena holográ
f
ica, como
do
(
0,1m ó 10 mm
)
, la cual hace la
f
unción de
r
e
f
lector
se puede ap
r
eciar en la
f
igura 4.
(
Pé
r
ez Stince
r
, En
r
ique, 2007
)
.
P
a
r
a log
r
ar lo anterior, el primer “strips” de la an
-
Este método plantea que: “La p
r
esencia de cual-
tena holog
r
á
f
ica deberá empezar a una distancia de λ/2
quie
r
f
uente,
fr
ente a una supe
rf
icie plana de alta
desde el vé
r
tice de la misma.
conductividad, p
r
ovoca la inducción de carga
s
y
co
rr
ientes, las cuales a su vez p
r
oducen un campo
en el medio exte
r
io
r
igual al que p
r
oduci
r
ía una
Estasbocinas
f
uente imagen”.
son el
r
esultado de
El p
r
incipio de t
r
abajo de esta antena con el re
f
lec-
la combinación en-
to
r
es el siguiente: la antena holog
r
á
f
ica p
r
oduce una
t
r
e el secto
r
ial plano
r
adiación al espacio poco di
r
eccional; pa
r
te
d
e e
s
ta
E y el secto
r
ial plano
ene
r
gía
r
adiada incide sob
r
e la supe
r
f
icie del c
o
nduc-
H, es deci
r
, aumen-
to
r
y se
r
e
f
leja, po
r
lo que la
r
adiación hacia atrá
s
, e
s
deci
r
, en sentido negativo del eje Z es p
r
ácticamente
he
rr
amienta para la
Pa
r
a la simulación de la antena holog
r
á
f
ica con
medición de la ganan-
r
e
f
lecto
r
inco
r
po
r
ado se ha utilizado como tipo de
cia
(
Wan, Zhang, Jia,
diseño:
H
FSS
-I
E
D
essing, que desa
rr
olla el
M
o
M
.
Yin, y Cui, 2017).
También se usan va
r
iables pa
r
a especi
f
ica
r
cada uno
de los pa
r
ámet
r
os utilizados,
r
esultando más flexible
la modi
f
icación de los mismos.
El sistema en su conjunto se compone de: Tabla 1.
En el caso de la bocina pi
r
amidal se utiliz
ó
la
s
i-
guiente con
f
igu
r
ación: Tabla 2.
en ambos planos,
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excepto po
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f
ectos de di
fr
acción en lo
s
bor-
lo cual es sinónimo
des del
r
e
f
lecto
r)
.
(
Figu
r
a 6
)
.
de mejo
r
a
r
sus valores de directividad en ambos pla
-
U
nido a esto, tend
r
á luga
r
un e
f
ecto de inte
r
acción
nos. Muy utilizada en microondas, tambié
n
se usan
elect
r
omagnética ent
r
e el dipolo y el plano conductor,
ampliamente en la astronomía como un elemento de
que p
r
ovoca
r
á un cambio de impedancia de ent
r
a
d
a de la
alimentación en los re
f
lectores de gran tamaño pa
r
a
antena. Es deci
r
, la p
r
esencia del
r
e
f
lecto
r
debe
r
á in
f
luir
seguimiento de satélites.
A
demás de su utilidad como
no sólo en el p
r
oblema exte
r
no
(
la ca
r
acte
r
ística direc-
alimentado
r
p
ara los re
f
lectores y lentes, es un elemen
-
cional de la antena
)
, sino además en el p
r
oblema interno
to común de las matrices por etapas y sirve como un
(
cambiando la impedancia de ent
r
ada de la antena).
estánda
r
universal para la calibración y cálculo de la
Como se ha visto, se puede sustitui
r
el pla
n
o con-
ganancia de las antenas de alta ganancia (Checcacci,
ducto
r
po
r
una antena holog
r
á
f
ica imagen, idéntica a la
P
.; Russo, V.;
S
cheggy,
A
., 1970).
S
u aplica
b
ilidad ge
-
r
eal, situada a una distancia ∆ det
r
ás del
r
e
f
lector.
D
e
ne
r
alizada, se debe a su simplicidad en la const
r
uc
-
acue
r
do con el Método de las
I
mágenes,
s
e debe
ción, la
f
acilidad de excitación, su versatilidad y g
r
an
supone
r
que esta antena imagen tiene aplicada la mi
s
ma
ganancia.
tensión que la antena
r
eal, pe
r
o de signo cont
r
ario. La
Tiene la ventaja de transmitir ondas con p
r
o
-
antena debe se
r
conside
r
ada como un sistema di
s
creto,
ductos sin polarización cruzada, que junto con el hecho
f
o
r
mado po
r
dos antenas holog
r
á
f
icas pa
r
alelas idéntica
s
de que su ganancia se puede calcular exactamente a pa
r-
sepa
r
adas a una distancia 2∆.
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ica
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on utilizados lo
s
siguientes pa
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ámet
r
os de la Tabla 3.
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Pa
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a la simulación de la antena de bocina pi
r
ami-
dal, que es la antena alimentado
r
a o excitado
r
a de la
antena holog
r
á
f
ica con
r
e
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lecto
r
, se emplea el Mét
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r
sus siglas en inglé
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a solucionar problemas electromagnéticos en 3
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se ap
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ecia en la Figu
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a 6
-5
como
(F
igu
r
a 6
-
7
)
y se modelan los dispositivos pasivos vo
-
el
H
PBW no supe
r
a los 26 dBi.
lumét
r
icos 3
D
.Lo cual no deja de se
r
un
r
esultado alentador lo-
La simulación de la antena ofrece resultados po
-
g
r
ándose g
r
an simet
r
ía en el pat
r
ón de
r
adiació
n
.
sitivos, como se aprecia en la
F
igura 6-4.
S
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r
esentaEn la Figu
r
a 6
-
6 se muest
r
a la g
r
á
f
ica de la ganan-
el diag
r
ama
r
ectangular del patrón de radiación po
r
elcia de la antena en donde se ap
r
ecia una ca
r
acterí
s
tica
plano ve
r
tical (plano E), en el cual se cumple pe
rf
ecta
-
típica de las antenas de bocina y un valo
r
máximo de
mente con el criterio de diseño, siendo el
HP
BW de 28
o
ganancia de 16,16 dBi. Con este p
r
ecedente se pro-
ap
r
oximadamente.yecta que la ganancia de la antena holog
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.
17
,
N
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1
,
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n
e
r
o
-
j
un
i
o
,
2021
,
pp
.
42
-
51
4
8
R
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s
u
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t
a
do
s
d
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S
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c
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ón
d
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S
i
st
e
m
a
e
n
s
u
c
on
j
un
t
o
las antenas de bocina.
El pa
r
ámet
r
o
S
11
, se muestra en la figura 6-8 y se
G
H
z como se ve en marcadores en la misma figu
r
a el
pa
r
ámet
r
o
S
11
=
-
20,8 dBi aproximadamente.
A
t
r
avés de las ope
r
aciones con el
software empleado se obtiene el
Pat
r
ón de Radiación, como se m
u
e
s
-
t
r
a en las
f
igu
r
as 7
-
1 y 7
-
2
r
es
p
ec-
tivamente. Se puede obse
r
va
r
que
la antena holog
r
á
f
ica con
r
e
f
lector
inco
r
po
r
ado posee un pat
r
ón de
Radiación mejo
r
de
f
inido y con má
s
di
r
ectividad que el pat
r
ón obtenido de
ésta misma antena, pe
r
o sin
r
e
f
lector.
Especí
f
icamente en la
f
ig
u
ra
7
-
1 se muest
r
a el pat
r
ón de
r
adiación en 3
D
del di-
mucho meno
r
en tanto que en este último diseño se
seño
f
inal de la antena holog
r
á
f
ica; a la izquie
r
da de
pie
r
de mucha potencia dada la disposición geomét
r
ica
la
f
igu
r
a se visualiza una escala de colo
r
es que indica
de la placa de substrato.
la intensidad del Campo Eléct
r
ico. Este pat
r
ón de ra-
La
F
igu
r
a 6
-
7 muestra el diagrama polar del pa
-
diación coincide con los consultados en la bibliog
r
afía
t
r
ón de
r
adiación en 3
D
donde se aprecia de
f
o
r
ma
(
Levis,
K
.;
I
ttipiboon,
A
.; Petosa,
A
.; Roy, L.; Be
r
ini,
más cla
r
a el nivel de lóbulos traseros característicos de
P., 2001
)
y se puede ap
r
ecia
r
cómo g
r
an pa
r
te de la
potencia
r
adiada po
r
la antena alimentado
r
a, g
r
acia
s
a
la disposición geomét
r
ica de los anillos en la placa de
e
v
idencia cómo a lo largo del barrido de frecuencias
sust
r
ato
(
supe
r
f
icie holog
r
á
f
ica
)
, es
r
e
r
adiada a t
r
avé
s
e
s
tablecido en el setup de la simulación, se ap
r
ecia
del pat
r
ón inte
rf
e
r
ente en una di
r
ección no
r
mal a la
que se mantiene por debajo de -20 dBi, característico de
supe
r
f
icie holog
r
á
f
ica, que
f
ue el pa
r
ámet
r
o inicial del
antenas de g
r
an ancho de banda como las antenas de
diseño. El pat
r
ón de
r
adiación obtenido es el espera-
bocina.
P
a
r
ticularmente a la frecuencia del diseño 30
do en la di
r
ección no
r
mal a la supe
r
f
icie holog
r
á
f
ica.
A
unque angosto en ambos planos, el pat
r
ón p
r
esenta
un haz de media potencia de 30
0
ap
r
oximadamente
,
lo
F
i
g
u
r
a
6
-
7
.
P
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t
r
ó
n
d
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r
a
d
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ó
n
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n
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51
4
9
que
r
ep
r
esenta un aumento de la directividad
r
espectocas de la antena, esto no debe signi
f
ica
r
un contratiem-
a los 74
0
de ancho del haz de media potencia log
r
a
-
po. En la p
r
esente solución, las pé
r
didas de
r
etorno no
do po
r
la antena de capa simple con la misma bocinasu
fr
en cambios signi
f
icativos con la int
r
oducción del
alimentado
r
a.
A
unque aumenta la directividad, las so
-
segundo sust
r
ato, manteniéndose en el ento
r
no de lo
s
luciones que emplean como antena alimentado
r
a una
-
20.8 dBi.
antena de bocina externa a la placa de mate
r
ial sigueSe mejo
r
an los pa
r
ámet
r
os de di
r
ectividad con 6.4
siendo pob
r
e en ganancia.
S
i bien con la introduccióndBi y la ganancia con 1.33dBi, como se muest
r
a en la
s
de una segunda placa aumentan las dimensiones
f
ísi
-
f
igu
r
as 7
-
3 y 7
-
4,
r
espectivamente.
F
i
g
u
r
a
7
-
1
.
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t
r
ó
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51
5
0
C
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c
l
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s
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on
e
s
El compo
r
tamiento de la directividad en dBi obse
r-r
esultado un pat
r
ón de
r
adiación con 25
o
de haz de
vada desde el plano
XY
puede apreciarse en la
f
igu
r
a 7
-
5.media potencia, ap
r
oximadamente po
r
ambos plan
os
,
De igual
f
o
r
ma la ganancia en dBi observada en ely unas pé
r
didas de
r
eto
r
no a la
fr
ecuencia de diseño de
Plano XY, se p
r
esenta a través de la
f
igura 7-6.
-
20 dBi, lo cual la hace ideal pa
r
a las exigencias de la
antena holog
r
á
f
ica doble capa.
Poste
r
io
r
mente, se diseñó y simuló la antena
En el a
r
tícul
o
se aborda la fundamentación teó
r
i
-
holog
r
á
f
ica con
r
e
f
lecto
r
inco
r
po
r
ado o doble ca
p
a.
ca del diseño tanto de las antenas de bocina piramidal
Los
r
esultados obtenidos
f
ue
r
on los espe
r
ados según
como de las holográ
f
icas.
S
e realiza un análisis p
r
evio,
la
bibliog
r
a
f
ía
consultada,
obteniéndose
un
pat
r
ón
de
a t
r
avés del método de las imágenes, del patrón de
r
a
-
r
adiación
en
la
di
r
ección
no
r
mal
a
la
supe
r
f
icie
holo-
diación
r
esultante de la antena doble capa; lo que
f
un
-
g
r
á
f
ica, que posee un ancho de haz de media potencia
damenta la solución de proponer un plano re
f
lect
or
pa
r
a
de
30
o
po
r
ambos
planos
y
po
r
lo
tanto
la
antena,
por
est
r
echa
r
el pat
r
ón de radiación normal a la super
f
icie.
sus pequeñas dimensiones, sencillez y bajo costo,
s
e
S
e diseña y
s
imula la antena de bocina piramidal
p
r
esenta como una opción viable pa
r
a aplicacione
s
que si
r
ve como alimentador del sistema, dando como
del sistema LM
D
S.
R
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ic
a
s
A
lmajali, E.;
P
eto
s
a, A.;
M
cNamara, D. A.; Wight,
J
. (2016). A Low Pro
f
ile Planar
H
olog
r
aphic
A
ntenna with Two-Layer Hologram & Integrated Feed. 17th Inte
r
national
Sy
m
po
s
iu
m
on Antenna Technology and Applied Elect
r
omagnetic
s
(ANTEM) (pág
s
. 1-2).
M
ont
r
eal,
Q
C, Canada: IEEE.
Balani
s
, Con
s
tantine A. (2008). Mode
r
n Antenna Handbook. London, Reino Unido:
J
ohn
Wiley &
S
on
s
.
Checcacci,
P
.; Ru
ss
o, V.; Scheggy, A. (1970). Holographic Antenna
s
. IEEE T
r
an
s
action
s
on
Antenna and P
r
opagation, 811-813.
F
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-
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1
G
alle
r
, T.;
Fr
ey, T.; Wald
s
chmidt, C. y Chaloun, T. (2020). High-Gain
M
illimeter-Wave
H
olog
r
aphic
A
ntenna in Package U
s
ing Gla
ss
Technology. IEEE Antenna
s
and
W
i
r
ele
ss
P
r
opagation Lette
rs
.
J
ia,
Y
ongtao; Liu, Ying; Feng, Yijun; Zhou, Zhipeng. (
s
.f.). Low-RCS Holographic Antenna
With Enhanced Gain Ba
s
ed on Frecuency-Selective Ab
s
orber. IEEE T
r
an
s
action
s
on
Antenna
s
and P
r
opagation, 2020.
Levi
s
,
K
.;
I
ttipiboon, A.; Peto
s
a, A.; Roy, L.; Berini, P. (2001). Ka-band dipole holo
g
raphic
antenna
s
.
I
ET Jou
r
nal and Maga
z
ine, 129-132.
Liu,
Y
ing; Li,
N
a;
J
ia, Yongtao; Zhang, Wenbo; Zhou, Zhipeng. (2019). Low RCS and High-
G
ain
P
atch Antenna Ba
s
ed on a Holographic
M
eta
s
urface. IEEE Antenna
s
and
W
i
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ele
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rs
.
Ly,
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uan; Huang, Qiu-Lin; Hou,
J
ian-Qiang; Shi, Xiao-Wei; Liu,
J
in-Lin. (2019).
H
olog
r
aphic De
s
ign of Beam-Switchable Leaky-Wave Antenna. IEEE Antenna
s
and
W
i
r
ele
ss
P
r
opagation Lette
rs
.
M
ei, L., Tang,
M
.-C., & Xiao, S. (
s
.f.). De
s
ign of a LP, RHCP and LHCP Polarization-
Recon
f
igu
r
a
b
le Holographic Antenna. IEEE Acce
ss
, 2019.
M
ovahhedi,
M
.,
K
arimipour,
M
., & Komiani, N. (2019).
M
ultibeam Bidirectional Wideband/
Wide
-S
canning-
A
ngle
H
olog
r
aphic Leaky-Wave Antenna. IEEE Antenna
s
and Wi
r
ele
ss
P
r
opagation Lette
rs
,
Vol 18.
N
ichol
s
on,
K
elvin
J
.; Baum, Thoma
s
C.; Patnioti
s
,
J
oel E.; Ghorbani, Kamran;. (2020).
D
i
s
ec
r
ete
Ho
lographic Antenna Embedded in a Structural Compo
s
ite Laminate. IEEE
Antenna
s
and Wi
r
ele
ss
P
r
opagation Lette
rs
.
O
zi
s
, Ezgi;
Os
ipov, Andrey V.; Eibert, Thoma
s
F. (12 de Nov de 2015). HFSS for Electrically
La
r
ge
A
ntenna
S
y
s
tem
D
e
s
ign: Hybrid Simulation Technology. Obtenido de : http
s
://ar
s
.copernicu
s
.org/
a
r
ticle
s
/15/29/2017
P
eng,
H
.;
J
ian
h
ua, W.; Zhengpeng, W.; y Zhiping, L. (2017). Digital Holographic
Recon
s
t
r
uction and Filtering
M
ethod for Antenna Planar Near-Field Phase-Le
ss
M
ea
s
u
r
ement. IEEE Antenna
s
and Wi
r
ele
ss
P
r
opagation Lette
rs
.
P
é
r
ez
S
tince
r
, Enrique;. (2007). Técnica
s
de Antena
s
.
Tapia L.
V
. y
M
ena
M
. P. (
s
.f.). P1 Int
r
oducción HFSS. Obtenido de: http
s
://e
s
.
s
cribd.com/
document/48
2
866346/P1-Introduccion-HFSS-1
BeamRe
fr
action and Polarization Ba
s
ed on Ani
s
otropic Huyen
s
M
eta
s
urface. IEEE
Tr
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action
s
on Antenna
s
and P
r
opagation, 4427-4434.
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.
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ia, S.; Yin,
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. y Cui, T. (2017). Horn Antenna with Reconfigurable
