Caracterización del patrón de radiación de una antena PATCH rectangular por el método de diferencias finitas

Abstract

Se realizó la caracterización del patrón de radiación de una antena tipo parche rectangular mediante el método de Diferencias Finitas en el dominio del tiempo (FDTD). Se hizo inicialmente un estudio previo de las antenas tipo parche rectangular para conocer los elementos que la componen y cómo es el mecanismo de radiación de estas. Igualmente se estudió el método de las diferencias finitas en el dominio del tiempo y sus aplicaciones en las antenas en cuestión. Para la caracterización se desarrolló un algoritmo en Wólfram Mathematica basado en el FDTD para obtener los campos lejanos radiados por la antena en transversal eléctrico y calcular el patrón de radiación a partir de estos. Dentro del método se empleó el método de capas perfectamente acopladas de Berenguer (PML) para las condiciones absorbentes de frontera. Se tomaron las medidas de una antena real, y se llevaron al programa de simulación para comparar los resultados. El análisis de resultados se hizo en Excel para contrastar los resultados obtenidos, con los que arrojó el equipo de LabVolt. Adicionalmente se variaron las constantes dieléctricas, y las dimensiones del ancho y del plano de tierra del parche para observar en qué se modificaba el patrón de radiación.

It was made the Radiation Pattern characterization of a rectangular patch antenna using Finite Difference Time Domain Method (FDTD). Previously a study about elements and radiation mechanism of rectangular patch antennas was made. A study about FDTD and applications in patch antennas has done. For Characterization was developed an algorithm on Wolfram Mathematica based in FDTD to get radiated far fields by the antenna using Transversal Electric and calculate radiation pattern from this. About Absorbent Boundary Conditions was used Perfectly Matched Layers (PML). Patch width and ground plane long was measured from a real antenna to simulate this in the software, and compare the radiation pattern with obtained from LabVolt equipment. Furthermore, results with different dielectrics, and variations of antenna dimensions were taken to observe how radiation pattern is modified.