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Título : Diseño e implementación de una antena plana con control de fase utilizando la matriz de Butler para aplicaciones radar de corto alcance.
Autor : Gavilánez López, Katheryne Elizabeth
Ripalda Carranza, Daniel Gustavo
Director(es): Moreno, Hugo
Tribunal (Tesis): Zabala, Mónica
Palabras claves : TECNOLOGÍA Y CIENCIAS DE LA INGENIERÍA;TELECOMUNICACIONES;RADIOCOMUNICACIONES;ANTENAS;MATRIZ DE BUTLER;FORMACIÓN DE HAZ (BEAMFORMING);ANTENAS TIPO PARCHE;RADARES
Fecha de publicación : abr-2017
Editorial : Escuela Superior Politécnica de Chimborazo
Citación : Gavilánez López, Katheryne Elizabeth; Ripalda Carranza, Daniel Gustavo. (2017). Diseño e implementación de una antena plana con control de fase utilizando la matriz de Butler para aplicaciones radar de corto alcance. Escuela Superior Politécnica de Chimborazo. Riobamba.
Identificador : UDCTFIYE;98T00149
Abstract : Applying the microstrip technology and the multiple input, multiple output (MIMO) technique for beamforming systems, the design and implementation of a phase-controlled flat antenna using the Butler matrix for short-range radar application was developed. The 4x4 Butler matrix was designed, with the configuration and structuring of its elements (hybrid, phase switch and cruiser) in order to obtain the proper operation for the required application; In addition, an array of four microstrip patch antennas, resonant at the 3 GHz frequency corresponding to the S band for radar systems, it was coupled with the Butler matrix to control the phase depending on the excited ports. In the construction, four branch-line hybrid switches of two modified sections were used which allow a 90 ° phase offset, two 45 ° phase switches and a cruiser that supports the crossing of two signals, it maintains a high isolation and does not affect the electromagnetic properties of the signals. It was possible to obtain a phase control by changing the configuration of the ports, demonstrating it with the results in the simulation and the laboratory tests. Once the radiation angles are determined for the different configurations, it is concluded that, it is applicable to radar systems of short reach, because the radiation lobe can be directed in different zones with the excitation of the ports of entry without the necessity of mechanical structures that perform antenna routing. In the case of requiring a more precise control with greater number of radiation lobes, it is recommended to use a Butler matrix with more ports.
Resumen : Aplicando la tecnología microstrip y la técnica de múltiple entrada múltiple salida (MIMO) para sistemas beamforming, se desarrolló el diseño e implementación de una antena plana con control de fase utilizando la matriz de Butler para aplicacines radar de corto alcance. Se realizó el diseño de la matriz de Butler de 4x4, con la configuración y estructuración de sus elementos (híbrido, conmutador de fase y cruzador) a fin de obtener el funcionamiento adecuado para la aplicación requerida; además, se incorporó un arreglo de cuatro antenas parche microstrip, resonantes en la frecuencia de 3 GHz correspondiente a la banda S para sistemas radar, que se acopló con la matriz de Butler para controlar la fase dependiendo de los puertos excitados. En la construcción se utilizó cuatro conmutadores híbridos branch- line de dos secciones modificados que permiten un desfase de la señal en 90°, dos conmutadores de fase de 45° y un cruzador que admite el cruce de dos señales, mantiene un alto aislamiento y no afecta las propiedades electromagnéticas de las señales. Se logró obtener un control de fase cambiando la configuración de los puertos, demostrándolo con los resultados en la simulación y las pruebas de laboratorio. Una vez determinados los ángulos de radiación para las distintas configuraciones, se concluye que, es aplicable a sistemas radares de corto alcance, pues se puede direccionar el lóbulo de radiación en diferentes zonas, con la excitación de los puertos de entrada, sin la necesidad de estructuras mecánicas que realicen el direccionamiento de la antena. En el caso de requerir un control más preciso con mayor número de lóbulos de radiación, se recomienda utilizar una matriz de Butler con mayor número de puertos.
URI : http://dspace.espoch.edu.ec/handle/123456789/6870
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