Download EXAMEN INSTALACIONES TEORIA

1
Se sitúa una cierta antena en un punto del eje Y y se realizan las siguientes
pruebas: cuando la antena recibe señal a partir de una cierta potencia transmitida por
un dipolo situado en el origen y orientado según el eje Z la tensión inducida en ella
es V  20  e j 3 . Si se transmite la misma potencia con el mismo dipolo orientado
según el eje X la tensión inducida en la antena es V'  15  e j 4 . Calcular la tensión
inducida en la antena transmitiendo la misma potencia con el dipolo en el plano XZ y
a 45º con el eje Z. (0.9pto)
2
Un array endfire de 5 elementos se ha diseñado de forma que tenga un haz
principal lo más estrecho posible para un cierto nivel de lóbulo principal a secundario
(SLL), con separación entre elementos d = 0,45 . Calcular el SLL del factor de array
y el ángulo  de desfase entre las corrientes de los elementos del array. (0.9pto)
3
En una apertura circular de radio a grande en términos de  y con iluminación
de campo uniforme en la misma se dobla el radio manteniendo la iluminación
uniforme y radiando la misma potencia total, indicar cómo cambia la directividad
y el campo eléctrico de radiación en la dirección de máxima radiación. (0.9pto)
4
Una antena parabólica de diámetro D = 10m, f/D = 0.25 y il  0,71 recibe
una señal de TV satélite de f = 9GHz que llega como una onda plana de densidad de
potencia uniforme 10W/m2. El diagrama normalizado de la antena alimentadora
corresponde con la función t'  cos 2 ' 2 0  '   2 . Calcular la eficiencia de
desbordamiento s, la directividad y la potencia captada por la antena. (0.9pto)
5
Dos antenas que se pueden considerar como isotrópicas empleadas en un
sistema de transmisión a 150 MHz se sitúan a 10m del suelo y con una separación
entre antenas de 5 km. Calcular la atenuación en dB por reflexión en el suelo y a qué
altura mínima se deberían situar las antenas para: a) disminuir la atenuación en 6dB b)
Conseguir interferencia constructiva máxima entre onda directa y reflejada. (0.9pto)
1
Una antena con impedancia de entrada de 50+j25 , radia en la dirección del
eje z, una densidad de potencia eficaz que varía en campo lejano como 165/z2 W/m2
cuando se le alimenta con una amplitud de corriente de 1A. Sabiendo que la
directividad en dicha dirección vale 20 dB; calcular la resistencia óhmica de la
antena, la de radiación, la eficiencia y la ganancia de la antena.(0.9pto)
2
Un array endfire de 5 elementos se ha diseñado de tal forma que tenga un haz
principal lo más estrecho posible para un cierto nivel de lóbulo principal a secundario,
con una separación d = 0,45  entre elementos. Calcular el nivel de lóbulo principal a
secundario del factor de array y el ángulo de desfase entre las corrientes.(0.9pto)
3
Un radioenlace a 1.2 GHz utiliza como antena transmisora una bocina
piramidal con rendimiento de iluminación 0.7, campos de radiación con polarización
perpendicular al suelo, dimensiones de apertura 3 x 2, con el lado largo paralelo al
suelo. A 1 km de distancia en la dirección de máxima radiación de la bocina, se sitúa
un dipolo corto. Considerando propagación en espacio libre y que el sistema receptor
requiere una potencia mínima de 10W, calcular la potencia a transmitir si el dipolo
a) está perpendicular al suelo b) está formando 60º con la perpendicular al suelo.
¿Cómo se mejoraría el radioenlace? (0.9pto)
4
En una apertura circular de radio a grande en términos de  y con iluminación
de campo uniforme se dobla su radio manteniendo la iluminación uniforme y de igual
valor de campo que en la situación inicial. Indicar cómo cambia la directividad y el
campo eléctrico de radiación en la dirección de máxima radiación.(0.9pto)
5
Una antena parabólica de diámetro D = 10m, f/D = 0.25 y directividad 58dB
actúa como receptora de una señal de TV satélite de f = 9GHz que llega como una
onda plana de densidad de potencia uniforme 10W/m2. El diagrama de la antena
alimentadora se puede aproximar por la función t '  cos 2 ' 2. Calcular el valor de
il  s y la potencia captada por la misma. (0.9pto)
Se desea mejorar la directividad de un dipolo /2 empleado en cierto
sistema de comunicación. Para ello se pretende comparar dos configuraciones
distintas.
A)
La primera configuración es una antena Yagi de dos elementos. El dipolo
activo (1) es el dipolo original de longitud L1 = 0,495 y el dipolo parásito
cortocircuitado (2) que actúa como director tiene una longitud L 2 = 0,45y una
separación d = 0,1  con respecto al activo.
B)
La segunda configuración es un array superdirectivo (Hansen-Woodyard)
en el que se emplean los mismos elementos que en la antena Yagi, con las mismas
longitudes y separaciones relativas y empleando  = 104º.
Las impedancias mutuas y autoimpedancias de los dos dipolos son:
Z 11  71  j33.9
Z 22  54  j31
Z 12  57.5  j3.3
d=0,1 
Z
Y
L1=0,495 
L2=0,45 
X
En la antena Yagi:
A-1)
Si por el dipolo activo circula una corriente de amplitud I0, calcular la
corriente en el dipolo parásito. (0.5pto)
A-2)
Calcular la impedancia de entrada en el dipolo activo. (0.5pto)
A-3)
Aproximando los dos dipolos en longitud a /2, calcular el campo eléctrico
radiado. (0.5pto)
A-4)
En la dirección de máxima radiación ( = /2 y  = /2) calcular en dB la
directividad. (0.5pto)
A-5)
Calcular en dB la relación delante-atrás (FBR) y el nivel de lóbulo
principal a secundario (SLL). (0.5pto)
En el array superdirectivo:
B-1)
Representar de forma cualitativa el diagrama de radiación del factor de
array en , indicando el margen visible y calculando el ángulo  de
desfase entre las corrientes en los dos dipolos. (0.5pto)
B-2)
Calcular las impedancias de entrada en los dos dipolos. (0.5pto)
B-3)
En la dirección de máxima radiación ( = /2 y  = /2) calcular en dB la
directividad. (0.5pto)
B-4)
Calcular en dB la relación delante-atrás (FBR) y el nivel de lóbulo
principal a secundario (SLL). (0.5pto)
Se desea mejorar la directividad de un dipolo /2 empleado en cierto
sistema de comunicación. Para ello se pretende diseñar una antena Yagi
comparando dos configuraciones distintas.
A)
La primera configuración consta de dos elementos. El dipolo activo (1) es
el dipolo original de longitud L1 = 0,495 y el dipolo parásito cortocircuitado (2)
que actúa como director tiene una longitud L2 = 0,45y una separación d = 0,1 
con respecto al activo.
B)
La segunda configuración es igual a la anterior pero añadiendo un plano
conductor que actúa como reflector a una distancia d' = /4 del elemento activo
Las impedancias mutuas y autoimpedancias de los dos dipolos en la
configuración A) son:
Z 11  71  j33.9
Z 22  54  j31
Z 12  57.5  j3.3
d'=0,25 
d=0,1 
Z
Y
L1=0,495 
d=0,1 
Z
L2=0,45 
X
L1=0,495 
Y
L2=0,45 
X
En la configuración A) :
A-1)
Si por el dipolo activo circula una corriente de amplitud I0, calcular la
corriente en el dipolo parásito. (0.5pto)
A-2)
Calcular la impedancia de entrada en el dipolo activo. (0.5pto)
A-3)
Aproximando los dos dipolos en longitud a /2, calcular el campo eléctrico
radiado. (0.5pto)
A-4)
En la dirección de máxima radiación ( = /2 y  = /2) calcular en dB la
directividad. (0.5pto)
En la configuración B) y empleando el método de imágenes:
B-1)
Si por el dipolo activo (1) circula una corriente de amplitud I0, calcular las
corrientes que corresponden a los dipolos parásito (2), imagen del activo
(1') e imagen del parásito (2') sabiendo que a las distancias indicadas:
Z 11'  12.1  j29.1 Z 21'  19.7  j13.6  Z 2'1
Z 22'  18.4  j0.4
B-2)
Z 12'  19.7  j13.6  Z 1'2'
(0.5pto)
En esas condiciones, calcular la impedancia de entrada del dipolo activo.
(0.75pto)
B-3)
En la dirección de máxima radiación ( = /2 y  = /2) y aproximando los
dipolos en longitud a /2, calcular el campo eléctrico radiado. (0.75pto)
B-4)
En la dirección de máxima radiación ( = /2 y  = /2) calcular en dB la
directividad y comparar con el obtenido en A-4. (0.5pto)