antena parche

1. ANTENAS PARCHE
POR JOHNATAN GIRALDO CHAVARRIA
CURSO: LABORATORIO DE EVOLUCIÓN TECNOLOGICA

2. INTRODUCCION
• Las antenas parche datan de los años 50
aunque no recibieron gran atención
hasta los años 70.
• La investigación en el campo de las
antenas parche vino motivada por la
necesidad de antenas cada vez más
ligeras y compactas para las nuevas
aplicaciones operando en frecuencias
de microondas que se iban
desarrollando.
• Sus dimensiones se eligen de forma que
el “parche” disipe la potencia en forma
de radiación.
• Se diseñan a partir de líneas de
transmisión o resonadores sobre substrato
dieléctrico.

3. Estructura:
La estructura consiste en un Parche metálico (dimensiones
comparables a λ), sobre un substrato dieléctrico sin pérdidas. El
grosor oscila entre 0.003λ y 0.05 λ. La constante dieléctrica (εr)
puede tomar valores típicos de 3 a 10. En la parte inferior de la
estructura se tiene un plano conductor perfecto.
En cuanto al
material dieléctrico,
se opta por utilizar
una baquelita
comercial de
constante
dieléctrica (ε= 4.35),
y en cuanto al
material del
conductor se opta
por el cobre para
aprovechar el uso
de placas para
diseño de circuito
impreso (baquelita y
cobre) y no tener
que usar otros
materiales difíciles
de conseguir.

4. Se pueden encontrar
radiadores de las formas más
diversas, aunque las
geometrías más habituales son
las circulares y rectangulares.
Otras formas menos habituales
son las elípticas, triangulares o en
forma de anillo.
FORMA DE LOS PARCHES

5. Técnicas por contacto
• Alimentación por línea microstrip (BW: 2-5 %,
facilidad de fabricación)
• Alimentación por cable coaxial (BW: 2-5 %, )
TÉCNICAS DE ALIMENTACIÓN
Técnicas sin contacto
• Alimentación por acoplamiento de
apertura (BW: 2-5 %) bajo CPL (Cross
Polarization Level)
• Alimentación por acoplamiento de
proximidad (BW: sobre 13%),
• Ambas son difíciles de construir ya que
son multicapa

6. VENTAJAS:
• Son livianas y ocupan poco
volumen.
• Fáciles de adaptar a distintas
superficies.
• Bajos costos de fabricación y
facilidad para fabricarlas en
serie.
• Soporta tanto polarización
lineal como polarización
circular.
• Fácilmente integrables a
sistemas integrados de
microondas (MICs)
• Pueden diseñarse para trabajar
a distintas frecuencias.
• Mecánicamente robustas al ser
montadas en superficies rígidas.
DESVENTAJAS:
• Son de pequeño ancho de
banda
• Baja potencia
• Baja ganancia
• Limitada potencia
• Baja pureza de polarización
• La radiación de los bordes
puede afectar los parámetros
de la antena.

7. APLICACIONES
Las aplicaciones más importantes son para antenas de los sistemas de teledetección (sistemas de
radar a bordo de satélites), sistemas de posicionamiento global, antenas de móviles, aplicadores
de calor en tratamientos de hipertermia, altímetros de aviones, aplicaciones militares y en
general todos los sistemas a frecuencias de microondas.
Entre otras tenemos:
• Comunicaciones móviles (estaciones base, teléfono movil, automóvil).
• Antenas en aviones (navegación, altímetros, telefonía).
• Satélites de comunicaciones.
• Sistemas GPS
• Radares (Phased arrays) con conformado electrónico de haz.
• Biomédicas (aplicadores de calor en medicina (hipotermia)).
• Telemetría (guiado de misiles, sensores).
• Observación de la tierra.

8. RADIACIÓN
Diagrama de radiación normalizado (dB) a
la frecuencia central:
Patrón de radicación tridimensional:

9. DISEÑO DE UNA ANTENA PARCHE
RECTANGULAR
Geometría básica de una antena
parche rectangular
conexión del punto de alimentación mediante un
cable coaxial

10. DISEÑO DE UNA ANTENA PARCHE
RECTANGULAR
El dielectrico es electricamente
delgado (0.003 λ <h < 0.05 λ ), para
evitar fugas y ondas superficiales. La
permitividad es a (3< εr <10 ), para que
las lineas de campo esten confinadas
en torno a l parche.

11. PASOS PARA EL DISEÑO
 La antena parche tiene como especificaciones de
diseño las siguientes:
 Frecuencia de operación:
fr =5.8GHz
 Substrato dieléctrico:
h= 1.6mm
εr= 4.5 (constante dielectrica)
 Método de alimentación: cable coaxial
 Polarización: lineal

12. CALCULO DEL ANCHO
 Donde:
c : velocidad de la luz en el espacio libre
fr : frecuencia de operación
εr : constante dieléctrica

13. CÁLCULO DEL DIELÉCTRICO EFECTIVO
 Donde:
εr : constante dieléctrica
h : altura del substrato dieléctrico
W: Ancho del panel

14. CÁLCULO DE LA LONGITUD EFECTIVA
 Donde;
c : velocidad de la luz en el espacio libre.
fr : frecuencia de operación
εreff : constante dieléctrica efectiva

15. Cálculo del incremento de la
extensión del parche Cálculo de la longitud del parche

16. Cálculo del punto de alimentación
de la antena parche
 Tomando la siguiente condición se
puede calcular la ubicación del
punto de alimentación:
Cálculo del plano tierra de la
antena parche

17. BIBLIOGRAFIA
 http://es.slideshare.net/joshsepe/disenoysimulacionantenapatch
 http://cybertesis.urp.edu.pe/bitstream/urp/68/1/saenz_js.pdf