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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/3911| Arreglo 4x1 de antenas de parche utilizando acoplamientos basados en taper para aplicaciones de radar a 24 GHz 4x1 patch antenna array using taper-based coupling for 24 GHz radar applications | |
| Arlen González Azuara | |
| GERMAN ANDRES ALVAREZ BOTERO Gabriela Méndez Jerónimo | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| antena de parche, acoplamiento de impedancia, coeficiente de reflexión, transición tipo taper, parámetros S patch antenna, impedance coupling, reflection coefficient, taper transition, S-parameters | |
| Actualmente, los arreglos de antenas de parche de microcinta son una parte importante de los radares que operan a 24 GHz. Estos radares son relevantes debido a que ofrecen resultados confiables incluso bajo condiciones climáticas adversas. Por otro lado, las antenas de microcinta presentan múltiples ventajas como un buen rendimiento, un tamaño pequeño y fabricación sencilla y económica. Es importante mencionar que en este rango de frecuencias hay varias consideraciones que los diseñadores deben tener en cuenta; una de las más importantes es el adecuado acoplamiento entre la antena y su línea de alimentación ya que de él depende en gran medida el desempeño del arreglo de antenas. Con el fin de contribuir en este aspecto, en esta tesis se realizó el diseño, fabricación y caracterización experimental de una propuesta de arreglo 4x1 elementos de antenas empleando transiciones de impedancia tipo taper, con el fin de reducir los niveles de reflexión que se puedan generar en la red de acoplamiento de arreglos convencionales los cuales suelen utilizar transformadores de 𝜆/4, también llamadas transiciones de impedancia escalonadas. Para validar la propuesta, los resultados fueron comparados con otras estructuras y para ello, se realizó el diseño e implementación de una antena de parche único, de un arreglo 4x1 con transiciones escalonadas, y de un arreglo 4x1 presente en un radar comercial. Las simulaciones y los datos medidos muestran cómo la propuesta permite un mayor acoplamiento entre las antenas y la línea de alimentación. Los resultados experimentales muestran que la magnitud de la reflexión 𝑆11 usando la red propuesta es de -41.32 dB, mientras que para los diseños de parche único, arreglo escalonado y radar comercial se obtuvieron valores de -16.28 dB, -18.96 dB y -33.24 dB, respectivamente. Lo anterior pone en manifiesto la conveniencia de las transiciones basadas en taper para este tipo de arreglos de antenas operando a frecuencias de microondas. Además, la propuesta no aumenta las dimensiones ni la complejidad de diseño de la estructura en comparación con las redes convencionales. Nowadays, microstrip patch antenna arrays are an essential part of radar applications operating at 24 GHz. These radars are relevant because they provide reliable results even under adverse weather conditions. On the other hand, microstrip patch antennas present multiple advantages such as good performance, small size and simple and inexpensive manufacturing. It is important to mention that in this frequency range, there are several considerations that designers must consider; one of the most important being the proper coupling between the antenna and its feed line, since the performance of the antenna array depends largely on it. In order to contribute in this aspect, in this thesis the design, fabrication, and experimental characterization of a proposal of a 4x1 antenna element array using taper type impedance transitions was carried out, with the purpose of reducing the reflection levels that can be generated in the coupling network of conventional arrays which usually use 𝜆/4 transformers, also called stepped impedance transitions. In order to validate the proposal, the results were compared with other structures, and for this purpose the design and implementation of a single patch antenna, a 4x1 array with stepped transitions, and a 4x1 array present in a commercial radar were carried out. Simulations and measured data show how the proposal allows a better coupling between the antennas and the feed line. Experimental results show that the magnitude of the reflection 𝑆11 using the proposed network is -41.32 dB, while for the single patch, staggered array and commercial radar designs values of -16.28 dB, -18.96 dB and -33.24 dB, respectively, were obtained. The presented work highlights the convenience of using taper-based lines in feeding networks used in commercial radar systems operating at microwave frequencies. Moreover, the proposal does not increase dimensions neither design complexity of the structure when compared to conventional networks. | |
| CICESE | |
| 2023 | |
| Tesis de maestría | |
| Español | |
| González Azuara, A. 2023. Arreglo 4x1 de antenas de parche utilizando acoplamientos basados en taper para aplicaciones de radar a 24 GHz. Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 54 pp. | |
| ANTENAS | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Electrónica y Telecomunicaciones |
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