Davjvj- El lanzamiento de un espectro extremadamente

El lanzamiento de un espectro extremadamente amplio de 3.1 – 10.6 GHz para aplicaciones comerciales ha estimulado mucho la investigación y el desarrollo de la tecnología de microondas de banda ultra ancha (UWB) para comunicaciones, imágenes, radar y aplicaciones de localización. De acuerdo, muchas técnicas para ampliar la impedancia del ancho de banda de antenas pequeñas y para optimizar las características de las antenas de banda ancha han sido muy investigadas. Este articulo revisa el estado del arte en antenas de banda ancha para las aplicaciones de UWB emergentes y se dirige a los problemas importantes del diseño de las antenas de banda ancha para aplicaciones de UWB. Primero, una variedad de monopoles planares con planos de tierra finitos son revisados. Luego, las antenas de rollo con rendimiento de radiación mejorado son descritas. Luego de eso, las antenas planares impresas en PCBs son descritas. Una antena vivaldi direccional antipodal es también presentada para aplicaciones de UWB. Y por ultimo, una antena UWB usable para aplicaciones es ejemplificada.

Introducción: Los sistemas UWB están basados en trasmitir y recibir impulsos con un espectro extremadamente amplio. Recientemente, gamas de frecuencia extremadamente altas han sido asignadas para imagenes UWB, comunicaciones y radar y sistemas de localización. Por ejemplo, el Comisión de Comunicación Federal (FCC) legalizo un ancho de banda de 10-Db DE 7.5 GHz (3.1 – 10.6 GHz) con un nivel de emisión limitado (mas bajo que -41.3 dBm/MHz) para las aplicaciones comerciales UWB de microondas que surgen. De acuerdo a esto, la demanda de antenas de banda ancha ha aumentado. En general, las antenas para los sistemas UWB deberían tener suficiente ancho de banda operativo para la adaptación de impedancias y radiación de altas ganancias en direcciones deseadas. Por ejemplo, los cuernos magnéticos eléctricos transversales (TEM) cuentan con anchos de banda muy amplios y bien adaptados y han sido ampliamente estudiados y aplicados. Teóricamente, las antenas independientes de la frecuencia, que tienen un rendimiento constante en todas las frecuencias, también pueden aplicarse al diseño de banda ancha. Un diseño típico son las estructuras autopermanentes logperiodicas, tales como antenas plano-periódicas de ranuras periódicas, antenas log-periódicas bidireccionales, matrices de dipolos de registro periódico, antenas de espiral de registro de dos / cuatro brazos y antenas cónicas de espiral de registro. Sin embargo, para las antenas log-periódicas, los cambios dependientes de la frecuencia en sus centros de fase distorsionan severamente las formas de onda de los impulsos radiados. Las antenas bicónicas son las antenas más antiguas utilizadas en los sistemas inalámbricos construidos por Sir Oliver Lodge en 1897, según lo mencionado por John D. Kraus. Presentaban centros de fase relativamente estables con amplios anchos de banda bien adaptados debido a la excitación de los modos TEM. A continuación, se forman y se optimizan diversas variaciones de antenas bicónicas tales como antenas bicónicas finitas, antenas de discone, y un solo cono con cargas resitivas para anchuras de banda de impedancia amplias. Las antenas cilíndricas con carga resistiva también presentan características de impedancia de banda ancha. Sin embargo, las antenas antes mencionadas rara vez se utilizan en dispositivos portátiles debido a su tamaño voluminoso o radiación direccional, aunque son ampliamente utilizados en mediciones electromagnéticas. Alternativamente, se han propuesto monopoles planares (dipolos) o antenas de disco debido a sus amplios anchos de banda y tamaño pequeño. El primer dipolo planar puede ser la antena Brown-Woodward bowtie, que es una versión simple y planar de una antena cónica. Las antenas planares para aplicaciones de banda ancha y multibanda se revisaron en. Por otro lado, hay consideraciones de diseño especial para antenas para Los sistemas UWB, especialmente para las comunicaciones inalámbricas de microondas. Los estudios han demostrado que los diseños de antena deben ser considerados desde un punto de vista de sistemas y la función de transferencia del sistema es una buena medida para evaluar el rendimiento de las antenas en términos de ganancia del sistema (la magnitud de la función de transferencia del sistema) (La derivada de la fase de la función de transferencia del sistema), especialmente para los sistemas impulsados. Los requisitos para las antenas UWB pueden variar para diferentes esquemas, a saber, un esquema de multiplexación por división de frecuencia ortogonal multibanda (OFDM), en el que la banda UWB disponible se divide en varias subbandas y emplea señales con un solo o multiportadora Uno o unos pocos impulsos con una sola portadora o sin ningún portador ocupan toda la banda UWB. Debido a las características únicas del sistema, los requisitos para el diseño de la antena son diferentes. Por ejemplo, en el esquema multibanda, la respuesta de ganancia consistente o plana de las antenas UWB es más importante que un retardo de grupo constante o una respuesta de fase lineal, lo cual es inversamente más importante en el esquema de banda única.

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