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Antenas planares para beamforming utilizando elementos quasi yagisSantos Estrada, Katherin Griffi 16 October 2014 (has links)
El presente proyecto de tesis consiste en investigar, diseñar y desarrollar arreglos de antenas planares utilizando elementos quasi Yagis que permita incrementar el ancho de banda y ganancia de las mismas, sintonizados a la frecuencia de 2.4 GHz. Esto con la finalidad de que puedan ser aplicadas a la tecnología beamforming.
En el primer capítulo, muestra el estado del arte, en el cual se describe el guidline para poder desenvolver un proyecto de antenas. También se desarrolla el concepto de antenas microcinta, con sus diversas técnicas de alimentación. Asimismo, el tipo substrato que se utilizan en este tipo de antenas planares.
En el segundo capítulo, se revisa la teoría de antenas para banda ancha, específicamente la antena Yagi Uda en su configuración no plana y plana, llamada quasi Yagi. Además, se define el diagrama de flujo para poder dimensionar el proyecto de la antena quasi Yagi.
El tercer capítulo, está relacionado con el estudio de arreglos de antenas conformados por elementos quasi Yagis. Del mismo modo, se revisa conceptos teóricos de antenas inteligentes y de la tecnología beamforming.
En el cuarto y último capítulo se realiza la medición del substrato a utilizarse. Asimismo, se presenta el estudio de la variación geométrica del driver, directores en configuraciones distintas y arreglos. Finalmente se realiza las simulaciones, mediciones e implementaciones de los prototipos desarrollados en la presente tesis.
Por último, se presentan las conclusiones a las que se llegaron después de culminar el presente trabajo.
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Design of a self-adjusting antenna feed for a homologous designed tiltable 20m-radio-telescopeBöhme, Martin 04 December 2020 (has links)
Radioteleskope sind verschiedenartigen Umwelteinflüssen ausgesetzt. Dadurch hervorgerufene Verformungen der Reflektoroberfläche verändern deren geometrischen Eigenschaften und können die ursprüngliche Position und Form des Brennpunkts verändern. Eine Abweichung dieses Brennpunkt von der Lage der Primärantenne beeinflusst die Leistungsfähigkeit des Teleskops. Die vorliegende Arbeit zeigt eine Methode zur theoretischen Abschätzung der Verformung durch das Eigengewicht des Reflektors des INRAS RT–20. Jene nach der Idee des homologen Designs von Hoerners konstruierten Teleskopen weisen eine Stützstruktur auf, die die Reflektorfläche unabhängig vom Elevationswinkel in einer der ursprünglichen Form ähnlichen Gestalt halten. Somit kann die Verformung durch das Nachführen der Primärantenne ausgeglichen werden. Grundlage der Untersuchung ist ein vorhandenes Strukturmodell des RT–20–Teleskops. Zusammen mit den zugehörigen Geometriedaten und Materialparameten wird ein Finite-Element-Modell erstellt. Für dieses wird ein Belastungsfall mit dem Eigengewicht für verschiedene Elevationswinkel simuliert. Um die deformierte Reflektorfläche mathematisch zubeschreiben und den passenden Brennpunkt zu bestimmen wird eine parametrisierte Form eines Best-Fit-Paraboloids erörtert. Für die Ermittlung der Parameter werden drei Optimierungsalgorithmen in Matlab ausgeführt und miteinander verglichen. Daraus wird die Verschiebung des Brennpunkts (Defokussierung) ermittelt und der Bedarf einer Korrekturbewegung für die Primärantenne abgeschätzt. In einem Entwurfsprozess werden nach den Ideen der VDI2221–Norm technische Prinzipe für ein Aktuierungssystem entwickelt und bezüglich ausgewählter Kriterien gegeneinander abgewogen. Als Resultat dieses Bewertungsprozesses wird eines der Prinzipe erwählt und spezifiziert. Für die spätere Umsetzung werden Komponenten vorgeschlagen, Bauteile vorbereitend konstruiert und in einer CAD–Software zu einer funktionierenden Baugruppe zusammengefügt. / Radio telescopes are exposed to various environmental conditions. These can produce
deformations of the reflector surface that will have impact on its paraboloidal
characteristics determining the position and shape of the focal point. A misalignment
between the reflector focal point and the radiation–receiving primary antenna influences
the performance of the telescope. The actual work presents a method to estimate
theoretically the dead–weight induced deformation of the reflector surface for the INRAS
PUCP RT–20 radio telescope. Such homologous designed telescopes consist of
a backing structure supporting the reflector surface to retain a shape familiar to the
original one and independent of the elevation angle. So it is possible to compensate
the deformation by the adjustment of the primary antenna. The analysis of the deformation
is done for an existing structural model of the RT–20. This model is meshed
with the corresponding geometrical and material properties. In a finite–element software
the load situation due to the telescope’s dead weight is simulated for different
elevation angles. To describe the deformed reflector surface in a mathematical way
an expression for a parametrized best-fitting paraboloid is derived. To determine the
fit-parameters for the discrete point set, three optimization algorithms are executed
in Matlab and their results compared. Based on this, the need of a re-alignment of
the primary antenna is demonstrated. Thereupon a design process for an actuation
system intended for the corrective movement is performed, following the ideas of the
VDI2221–norm. Several mechanical concepts are presented and evaluated in relation
to their suitability for the main needs. Based on this assessment, a parallel–kinematic
mechanism is chosen as the most convenient concept. This is examined in more detail,
including a deviation for the inverse kinematics. For this concept, a preliminary
selection of specific components is done and assembled in a CAD–prototype. / Tesis
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Diseño de antena fractal en bandas de frecuencia para el espacio profundo aplicado a una constelación de nanosatélites exploradoresDíaz Vargas, Ricardo Erick 17 December 2021 (has links)
El presente trabajo consiste en el diseño de una antena para uso en misiones
espaciales, que hagan uso de nano-satélites. La finalidad de este experimento es
proponer un enlace de comunicación entre unidades CubeSat usadas en una
configuración de enjambre.
En el capítulo 1 se exponen los conceptos relacionados a las misiones de
exploración espacial y los programas espaciales a realizarse en los próximos años.
También, se presentan las bandas definidas para comunicación en el espacio
profundo.
En el capítulo 2 se definen los conceptos relacionados a los nano-satélites CubeSat
y cómo estos han logrado que las misiones espaciales sean accesibles. También se
describen configuraciones para la comunicación en una constelación de CubeSats.
En el capítulo 3 se muestran los conceptos relacionados a los patrones fractales y
antenas microstrip. Además, se diseña una antena con patrón fractal sintonizada
para las bandas de comunicación en el espacio profundo.
En el capítulo 4 se describen los procesos de simulación, los parámetros de umbral
para definir el ancho de banda de la antena y su patrón de radiación. Finalmente se
presentan los parámetros de la antena para cada banda de comunicación en el
espacio profundo.
Hipótesis: De acuerdo a las restricciones geométricas de los nano-satélites, es
posible utilizar una antena para enlazar una constelación de nano-satélites en las
bandas de comunicación en el espacio profundo.
Objetivo: Diseñar y evaluar una antena con frecuencias de trabajo en los canales de
comunicación dedicadas a la exploración del espacio profundo.
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Diseño de un sistema de rastreo, orientación y posicionamiento automático de una antena reflectora satelital para sistemas TVROCarrión Pillaca, Oscar Andrés 26 January 2023 (has links)
En esta tesis se realiza el diseño de un sistema de orientación de una antena reflectora
satelital que tiene un movimiento giratorio de dos grados de libertad. Para realizar el
diseño se aplican conocimientos que combinan la ingeniería electrónica, mecánica e
informática.
El diseño mecánico se basa en diversos tipos de antenas satelitales ya existentes de los
cuales se modifica la montura o mecanismo de orientación de acimut y elevación. Para
el movimiento de acimut se usa un motor acoplado a una base giratoria con rodamiento
axial y para la elevación se usa un mecanismo conocido como gusano engranaje con un
eje y 2 rodamientos radiales.
El control de los movimientos de la antena se diseñó a partir de un circuito electrónico
basado en el módulo Arduino como controlador PID. Además, el circuito está
compuesto por un DAC que usa un arreglo R-2R y controladores de velocidad (ESC)
para el control de los motores que realizan el movimiento, un giroscopio que sensa la
posición angular de los ejes de orientación y una etapa de potencia para la alimentación
de todos los componentes activos, sensores y actuadores.
En la parte informática se diseñó un programa en VISUAL BASIC que actúa como
interfaz de usuario y permite ingresar los ángulos deseados (setpoints) y conocer los
ángulos alcanzados por los motores (valores finales). Además, el programa almacena
datos de las posiciones orbitales de los satélites geoestacionarios y esta información es
usada para orientar la antena rápidamente hacia el satélite deseado.
Todas las partes descritas se combinan en un sólo sistema mecatrónico integrado que
permitirá el control de la orientación de la antena parabólica satelital en acimut y
elevación con el fin que el dipolo de la antena este alineado con el satélite
geoestacionario indicado. En una eventual implementación del sistema, es deseable que
corrija el alineamiento automáticamente en caso de desapuntamiento.
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