1. Educación

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD
ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS TECNOLOGÍAS E INGENIERÍAS
Curso: MICROONDAS 2014 – I
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA
ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA
PROGRAMA DE INGENIERIA DE TELECOMUNICACIONES
208018 – MICROONDAS
GUÍA DE ACTIVIDADES DE LA UNIDAD 3
REMBERTO CARLOS MORENO HERAZO
(Director del cuso)
COROZAL
Julio 10 de 2014
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD – www.unad.edu.co
PTU: www.unadvirtual.org / Docente diseñador: Remberto C. Moreno Herazo
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Curso: MICROONDAS 2014 – I
GUIA DE ACTIVIDADES UNIDAD 3
Temáticas Revisadas:
Capítulo 7: Radio-Enlace De Microondas
Lección 1.
Lección 2.
Lección 3.
Lección 4.
Lección 5.
Radio-Enlace De Microondas.
El Multiplexor Primario.
Muldem (Multiplexing Secundario Y Servicio).
Modem / Transceivers.
Detalles Del Sistema De Energía Eléctrica.
Capítulo 8: Antenas E Instrumentos De Medida
Lección 6. Campos De Radiación De Una Antena.
Lección 7. Polarización, Directividad, Ganancia E Impedancia De Antena.
Lección 8. Campos De Medida De Antenas.
Lección 9. Antenas Pequeñas Y Antenas Resonantes.
Lección 10.
Grandes Antenas, Reflectores.
Capítulo 9: Instrumentos Básicos De Medida De Frecuencia De Microondas
Lección 11.
Lección 12.
Lección 13.
Lección 14.
Osciloscopios
Amplificador Selectivo
Medidas De Longitud De Onda
Analizadores De Espectro
Sensibilidad
Peso Evaluativo: 60 Puntos / 500 Totales.
Cronograma de Actividades:
13/10/2014 al 09/11/2014.
GUÍA DE ACTIVIDADES:
Reconocimiento de la Unidad 3: Estimado estudiante, se espera que a través de
esta actividad se realice el proceso de transferencia de los temas de la Tercera
unidad.
Estrategia de Realización de la Actividad: Aprendizaje Individual y Trabajo
Colaborativo.
Objetivo del Trabajo Colaborativo:
 Descubrir los temas específicos que se necesitan dominar
implementación de un diseño, según la teoría vista en la Unidad 3.
en
la
Descripción de la actividad
A partir de los conceptos básicos, debe el grupo realizar un documento donde se
desarrollen los siguientes ítems:
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Curso: MICROONDAS 2014 – I
DISEÑO Y SIMULACIÓN DE ANTENAS
Preparar al estudiante para la implementación de una antena Yagi de 4
elementos que trabaje a la frecuencia de 1,2GHz caracterizada con sus
parámetros básicos, y la simulación con el software 4NEC2X , que implemente el
Método de los Momentos y cuya función sea simular las características de
radiación y otros parámetros de antenas Yagi.
Con el programa de simulación 4NEC2X se halla el patrón de radiación y la
impedancia de entrada de la antena. Con la antena Yagi implementada y con su
puesta a punto de funcionamiento, se validan los resultados simulados.
Se recomienda las Lecturas Complementarias de la Unidad 3, para la recolección
y organización de la Información y en aquellos ítems donde se necesite una
verificación de cálculos utilizando el recurso virtual Simulación Cálculos de
Antenas .
Descripción de la actividad
El estudiante realizara la implementación de una antena Yagi de 4 elementos que
trabaje a la frecuencia de 1,2GHz caracterizada con sus parámetros básicos, mediante la
simulación con el software 4NEC2X , que implemente el Método de los Momentos y
cuya función sea simular las características de radiación y otros parámetros de antenas
Yagi.
En lo que sigue se dará una introducción al conocimiento de las antenas. Se revisará el
funcionamiento de las antenas desde el punto de vista de la teoría electromagnética,
para luego revisar algunos tipos de antenas y ver el estado del arte en esta área.
En cuanto al tratamiento de las materias, se verán en forma sintetizada los tópicos más
importantes, y se pretende que con la ayuda de las referencias el alumno pueda ir
profundizando tanto en teoría como en tratamiento matemático las materias que más
le interesen.
Recursos a utilizar en la práctica (Equipos / instrumentos)
Se requiere un computador de escritorio por estudiante y conexión a internet. También
se puede realizar con un portátil desde la casa del estudiante.
Software a utilizar en la practica
Con el programa de simulación 4NEC2X se halla el patrón de radiación y la impedancia
de entrada de la antena. Con la antena Yagi implementada y con su puesta a punto de
funcionamiento, se validan los resultados simulados. Se requiere un sistema operativo
con acceso a Internet, no importa si es windows o Linux.
Procedimiento:
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Para esta práctica se utilizará el programa 4NEC2X que permite simular la radiación de
antenas.
Descargue el programa 4NEC2X del sitio http://home.ict.nl/~arivoors/ en este pueden
descargar tanto el software como la licencia de registro del software y un tutorial en el
manejo del software. Luego de descargado, instale y ejecute el 4NEC2X, pulse sobre la
ventana de presentación del programa y realice los siguientes representaciones.
El software 4NEC2 cuenta con una interfaz gráfica donde el usuario tiene la opción de
introducir los valores de las longitudes de los elementos y las distancias entre estos ya sea
por medio de las coordenadas de los elementos, o directamente dibujando la antena
completamente en la interfaz. El punto de resonancia de una antena es la frecuencia a la
que la parte imaginaria de la impedancia se anula (se hace 0). Esto ocurre a la frecuencia a
la que la antena tiene una longitud eléctrica de λ/4.
A partir de esto calculamos la longitud de la antena como:
La impedancia de un monopolo depende fundamentalmente de la longitud eléctrica y del
diámetro del alambre utilizado. Las simulaciones de la antena con los parámetros obtenidos
con los cálculos y con algunos ajustes pequeños se encuentran a continuación:
Figura No 3. Ventana Principal 4NEC2 impedancia de entrada.
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Se utilizo el simulador para radiación de antenas 4NEC2, donde se iniciaba como muestra la
figura No 3; y a partir de la edición en 3D se obtenía una ventana detallada donde era
posible describir la forma del monopolo (Figura No 4).
Figura No 4, Edición Geométrica Monopolo 900Mhz, 4NEC2
Teniendo la estructura terminada, para unas medidas de plano de tierra de 40x40cm se
procede ahora a la definición de fuentes para la realización de simulación; para ello dentro
de la misma ventana de edición en 3D, se anexan las fuentes pertinentes, como muestra la
figura No 5.
Figura No 5, Creación de Fuente de Corriente, 4NEC2
Luego de la validación del diseño y comprobando de no tener errores en la geometría que no
permitan la simulación, se procede a la Simulación del modelo.
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Figura No 6, Barrido en frecuencia, 4NEC2
Para realizar un barrido en frecuencia se abre la ventana de dialogo que se muestra en la
figura No 6; a partir del cual se tienen los siguientes resultados:
Wavelength =
0.333m
Impedancia =
30.1 – j22.8
SWR (50)
=
2.14
Eficiencia
=
100%
Radiad Eff.
=
93.23%
Además de otras características propias del diseño que se muestran en la figura No 7. Para
las especificaciones requeridas desde el principio, la antena diseñada es apta.
Figura No 7, Resultados Monopolo 900Mhz, 4NEC2
Repita los procedimientos anteriores con la variación de los parámetros (los valores de las
longitudes de los elementos y las distancias entre estos ya sea por medio de las
coordenadas de los elementos, o directamente dibujando la antena completamente en la
interfaz) de la antena monopolo para hallar por medio de simulación el patrón de
radiación plano E y la impedancia de entrada de la antenas.
Obtener para unos nuevos valores de alimentación y frecuencia donde se muestre el valor
de la impedancia de entrada, el patrón de radiación de plano vertical.
Los parámetros introducidos son:
Frecuencia de trabajo = 1200 MHz
Tensión de Alimentación = 1 V.
Número de elementos = 4
Número del elemento Activo = 2
Radio de los elementos = 0.005 metros.
Junto con las respectivas longitudes de los elementos y las distancias entre éstos:
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Longitud elemento 1 = 0.114 metros
Longitud elemento 2 = 0.108 metros
Longitud elemento 3 = 0.1 metros
Longitud elemento 4 = 0.1 metros
Distancia entre elemento 1 y 2 = 0.0415 metros
Distancia entre elemento 2 y 3 = 0.0365 metros
Distancia entre elemento 3 y 4 = 0.0415 metros
Documentos de referencia:

Teoría de Radio-Enlace De Microondas:
http://datateca.unad.edu.co/contenidos/208018/208018AVA/UNIDAD_3/Caracteristicas_de_Radio_enlaces_de_microondas.pdf

Richard C. Johnson, ANTENNA ENGINEERING HAND BOOK; Mac Graw Hill;
tercera edicion.

John D. Krauss; ANTENNAS; Mac Graw Hill;segunda edicion.

José Miguel Miranda, Juan Luis Sebastian Manuel Sierra, José Margineda;
INGENIERIA DE MICROONDAS (técnicas experimenta les) Editorial Prentice Hall.

LEDESMA A. Oscar, PATIÑO V. Alberto, PEÑA P. Heriberto, Sistema automático
para la obtención de patrones de radiación de Antenas bocina,
http://calima.univalle.edu.co/revista/vol38_4/articulos/38041439.pdf
METODOLOGÍA RECOMENDADA
1. Tener una apropiación adecuada de conceptos que le permitan ser contextualizados.
2. Leer el caso de manera individual antes de participar en la discusión para que se
familiarice con la situación.
3. Formule posibles hipótesis que le ayuden a llegar al problema.
4. Antes de iniciar el trabajo colaborativo, asignar los roles correspondientes para el
desarrollo de la puesta en común de las ideas. (Moderador y relator). Socializar en el
grupo colaborativo el caso y exponer sus puntos de vista, esto facilita la definición de
ideas concretas que respondan al problema y las soluciones del caso en estudio. El
tutor puede moderar la situación a nivel del grupo colaborativo.
5. Finalmente, después del análisis, la concertación de ideas y las conclusiones finales,
Realizar el informe respectivo de trabajo colaborativo.
Especificaciones de la entrega de la tarea grupal:
1. Portada
2. Introducción
3. Desarrollo de la actividad
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4. Conclusiones
5. Bibliografía
6. Referencias de acuerdo con las normas ICONTEC
Formato del archivo:
1. Envío de la actividad: El archivo debe adjuntarse a través de este foro por un
integrante del equipo en el tema creado para ello por el tutor del curso.
2. El archivo debe tener el nombre: Grupo_Actividad_No_. Por ejemplo, si su
grupo es el A1, el nombre de su archivo se debe llamar: A1_Actividad_No._3.pdf
sin usar caracteres especiales como tildes o puntos.
3. Verifique que su archivo ha quedado con la extensión pdf.
La nota y retroalimentación de su trabajo, podrá consultarlas según las fechas del
cronograma, dentro de la actividad “Calificación” que aparece debajo del Foro Trabajo
Colaborativo.
Nota: Estudiante que no muestre su desarrollo de la actividad dentro del foro,
esto es: que no presente aportes en el foro del grupo de manera pertinente y
articulada tendrá una nota total de CERO: (0)
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