Problemas 2.6 a 2.18

Problemas 2.6 al 2.18

2.6 Determine la directividad máxima de la antena y exprese la directividad en función de los ángulos direccionales θ y φ.

2.7 Encuentra el: 

A). ángulo sólido del haz; exacto y aproximado.

B). máxima directividad; exacto usando (2-23) y aproximado usando (2-26). 

2.8 Diseñe una antena con patrón de amplitud omnidireccional con un ancho de haz de media potencia de 90◦. Exprese su intensidad de radiación por U = sinn θ. Determine el valor de ny intente identificar elementos que exhiban tal patrón. Determine la directividad de la antena utilizando (2-16a), (2-33a) y (2-33b).

2.9(a) Determine numéricamente la directividad máxima usando (2-41) con θi y φj de (2-38b) y (2-39b), respectivamente. Compárelo con el valor exacto.

2.9(b) Dada la misma intensidad de radiación que en el ejemplo 2.9 (a), determine la directividad usando (2-41) con θi y φj de (2-38c) y (2-39c).

2.10 Una antena dipolo resonante de media longitud de onda sin pérdidas, con impedancia de entrada de 73 ohmios, está conectada a una línea de transmisión cuya impedancia característica es de 50 ohmios. Suponiendo que el patrón de la antena viene dado aproximadamente por: 

U = B0 sin ^ 3 θ

Encuentre la máxima ganancia absoluta de esta antena. 

2.11 El campo eléctrico de una onda electromagnética polarizada linealmente dado por

Ei = aˆxE0 (x, y) e ^ (- jkz)

incide sobre una antena polarizada linealmente cuya polarización de campo eléctrico se expresa como:

Ea (aˆx + aˆy) E (r, θ, φ)

Encuentre el factor de pérdida de polarización (PLF).

2.12 Onda polarizada circularmente a la derecha (en el sentido de las agujas del reloj) irradiada por una antena, colocada en distancia desde el origen de un sistema de coordenadas esféricas, viaja en el interior dirección radial en un ángulo (θ, φ) y está incidiendo sobre un lado derecho polarizado circularmente antena receptora colocada en el origen (véanse las Figuras 2.1 y 17.23 para conocer la geometría del sistema coordinado). La polarización de la antena receptora se define en el modo de transmisión, según lo deseado por la definición del IEEE. Asumiendo la polarización del incidente

la onda está representada por:

Ew = (aˆ θ + jaˆφ) E (r, θ, φ)

Determine el factor de pérdida de polarización (PLF).

2.13 Un dipolo resonante de media longitud de onda está hecho de alambre de cobre (σ = 5.7 × 107S / m). Determine la eficiencia de conducción dieléctrica (radiación) de la antena dipolo en f = 100 MHz si el radio del cable b es 3 × 10−4λ, y la resistencia a la radiación del dipolo λ / 2 es 73 ohmios.

2.14 El campo de la zona lejana radiado por un dipolo pequeño de longitud l <λ / 10 y con una distribución de corriente triangular, como se muestra en la Figura 4.4, se deriva en la Sección 4.3 del Capítulo 4 y se da por (4-36a), o:

Ea = aˆ θ j η (kIin le ^ (- jkr) / 8πr) sin θ

Determine la longitud efectiva del vector de la antena.

2.15 Una onda plana uniforme incide sobre un dipolo sin pérdidas muy corto (l λ), como se muestra en Figura 2.29 (a). Encuentre el área efectiva máxima asumiendo que la resistencia a la radiación del dipolo es Rr = 80 (πl / λ) 2, y el campo incidente está polarizado linealmente a lo largo del eje del dipolo.

2.16 Dos antenas de bocina de banda X sin pérdidas (8,2-12,4 GHz) están separadas por una distancia de 100λ. Los coeficientes de reflexión en los terminales de las antenas transmisora y receptora son 0,1 y 0,2, respectivamente. Las directividades máximas de las antenas transmisora y receptora. (sobre isotrópico) son 16 dB y 20 dB, respectivamente. Suponiendo que la potencia de entrada en el La línea de transmisión sin pérdidas conectada a la antena transmisora es de 2 W, y las antenas son alineados para obtener la máxima radiación entre ellos y están adaptados a la polarización, encuentre la potencia entregado a la carga del receptor.

ecdt = ecdr = 1 porque las antenas no tienen pérdidas.

| ρˆt · ρˆr | ^ 2 = 1 porque las antenas están adaptadas por polarización

Dt = D0t porque las antenas están alineadas para

Dr = D0r radiación máxima entre ellos

D0t = 16 dB ➱ 39,81 (adimensional)

D0r = 20 dB ➱ 100 (adimensional)

2.17 El RCS estructural de un dipolo de alambre resonante está en fase y en magnitud ligeramente mayor cuatro veces mayor que el del modo antena. Relacionar los cortocircuitos, circuitos abiertos y RCS coincidentes con el del modo de antena.

2.18 La temperatura efectiva de la antena de un objetivo en los terminales de entrada de la antena es de 150 K. Suponiendo que la antena se mantiene a una temperatura térmica de 300 K y tiene una eficiencia del 99% y está conectado a un receptor a través de una banda X (8,2-12,4 GHz) guía de ondas rectangular de 10 m (pérdida de guía de ondas = 0,13 dB / m) y a una temperatura de 300 K, encuentre la temperatura efectiva de la antena en los terminales del receptor.

Primero convertimos el coeficiente de atenuación de dB a Np por α (dB / m) = 20 (log10 e) α (Np / m) = 20 (0,434) α (Np / m) = 8,68α (Np / m). Entonces α (Np / m) = α (dB / m) /8,68 = 0,13 / 8,68 = 0,0149. La temperatura efectiva de la antena en el receptor.

Los terminales se pueden escribir, usando (2-146a) y (2-146), como: