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Ingeniería, investigación y tecnología
On-line version ISSN 2594-0732Print version ISSN 1405-7743
Ing. invest. y tecnol. vol.6 n.4 Ciudad de México Oct./Dec. 2005
Artículos
Desarrollo, análisis y diseño de antenas tipo reflectarray
1Departamento de Electromagnetismo y Teoría de Circuitos, Universidad Politécnica de Madrid. España. E-mails: carrasco@etc.upm.es
2Departamento de Electromagnetismo y Teoría de Circuitos, Universidad Politécnica de Madrid. España. E-mails: arrebola@etc.upm.es
3Departamento de Electromagnetismo y Teoría de Circuitos, Universidad Politécnica de Madrid. España. E-mails: encinar@etc.upm.es
En este artículo se presenta una tecnología poco difundida y relativamente nueva: antenas reflectarray impresas, caracterizadas por un arreglo de elementos desfasadores fotograbado sobre una superficie plana que se ilumina mediante una antena de tipo bocina. La primera parte del texto ha sido escrita a manera de introducción para estudiantes de telecomunicaciones y como resumen para los especialistas en el tema, describiéndose las ventajas de estas antenas y sus limitaciones, principalmente en ancho de banda. Posteriormente, se muestra un método de análisis y diseño para reflectarrays multicapa, donde el coeficiente de reflexión en la superficie de un elemento del arreglo se obtiene a través del Método de Momentos en el dominio espectral y asumiendo periodicidad local. La técnica se ha aplicado para dos configuraciones distintas de elemento desfasador: una celda periódica formada por un parche acoplado por apertura a una línea de longitud variable y una celda multicapa formada por parches rectangulares de tamaño variable. Para este último caso, se ha construido un prototipo de reflectarray para haz tipo pincel. Finalmente, se presenta una técnica de síntesis de patrones de radiación que se aplica al diseño de reflectarrays de haz conformado, incluyendo ejemplos reales de aplicación espacial (DBS) y terrestre (LMDS).
Descriptores: Reflectarray multicapa; celda periódica; fase del coeficiente de reflexión; método de momentos; síntesis de patrones; DBS; LMDS
This paper shows the most important features of a barely known and relatively new technology: microstrip reflectarray antennas, which are characterized by a microstrip array printed on a flat structure illuminated by a feed horn. The first part, is written as an introduction for the undergraduate and graduate telecommunications students and as a review for the antenna specialists. Advantages of these antennas are discussed as well as their limitations, mainly band width. In the second part, a method of analysis and design for multilayer printed reflectarrays is presented. The phase of the reflection coefficient at each array element (de fined as a periodic cell) is computed by the Moments Method in the spectral do main and assuming local periodicity. Two phase-shifter examples are shown: an aperture coupled unit cell and a multilayer cell with variable-size rectangular patches. A reflectarray with this last unit cell is used for a pencil beam application. Finally, a pattern synthesis technique to obtain contoured beams is de tailed, including two examples for space (DBS) and terrestrial (LMDS) applications.
Key words: Multilayer reflectarray; periodic cell; phase of the reflection coefficient; method of moments; pattern synthesis; DBS; LMDS
Agradecimientos
Las investigaciones presentadas en este artículo han sido subvencionadas por el Ministerio de Ciencia y Tecnología de España bajo los proyectos de la CICYT TIC 2000-0401-P4-09 y TIC 2001-2744, por la Agencia Espacial Europea (ESA) bajo el proyecto ESTEC/16919/02/NL/JA y por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología de México (CONACYT).
Se agradece a la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) por su participación a través del Programa de Doctorado Conjunto en Telecomunicación.
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Recibido: Enero de 2005; Aprobado: Abril de 2005
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