Antenas de banda ancha semi-isotrópicas para aplicaciones de Compatibilidad Electromagnética con técnica fractal

Abstract

Todo lo que funciona con energía eléctrica es capaz de captar o transmitir energía electromagnética. Cuando esta energía electromagnética causa perturbación se le conoce como una interferencia electromagnética (EMI). La convivencia de los dispositivos, aparatos o sistemas se asegura a través de la evaluación de la conformidad de compatibilidad electromagnética (EMC). Para evaluar las EMI radiadas o su inmunidad se requiere antenas dentro de sitios controlados electromagnéticamente que normalmente son sitio de área abierta o cámaras anecoicas. En esta evaluación las antenas desempeñan un papel muy importante y en las frecuencias VHF las dimensiones de las antenas limitan la lectura de campo electromagnético lejano, por lo que se requieren antenas más pequeñas. Las antenas típicas para las bandas de frecuencia de VHF y UHF que se aplican a la evaluación de la conformidad de EMC tienen dimensiones entre 0.5 a 1.2 m, por lo que en cámaras semi-anecoicas difícilmente se cubren las condiciones de campo lejano; al respecto, es importante contar con antenas eléctricamente pequeñas para cubrir la respuesta de frecuencia que se especifica en las normas de hasta 2 GHz. En esta tesis, se reporta el diseño y construcción de antenas de banda ancha semiisotrópicas con técnica fractal, para la aplicación de la evaluación de la conformidad de EMC de emisiones e inmunidad electromagnética radiada. En este trabajo de investigación se tomó como referencia una antena planar para la misma aplicación, que fue realizada en el mismo grupo de investigación, en el cual se tiene el presente desarrollo. Las antenas que se reportan son de potencia (>100 W), tipo dipolo de latón con geometría elíptica y estructura fractal (triángulo de Sierpinski). Las antenas operan en un intervalo de frecuencia de 275 MHz a 3 GHz y con una de ganancia de -0.36 a -2.09 dBi. Con respecto a la antena de referencia (dipolar de geometría elíptica planar), las antenas desarrolladas tienen una reducción en su tamaño del 46%, con banda ultra ancha y ganancia mejor que las comerciales. Como parte del desarrollo de esta tesis, también se reporta el diseño de un balun de banda ultra ancha hibrido de interconexión de líneas de transmisión para el tipo de antena reportada.