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Antena reconfigurable

Antena reconfigurable que utiliza una arquitectura de píxeles capaz de reconfigurar dinámicamente su frecuencia de operación, patrón de radiación y polarización. [1]

Una antena reconfigurable es una antena capaz de modificar sus propiedades de frecuencia y radiación de forma dinámica, controlada y reversible. [2] Para proporcionar una respuesta dinámica, las antenas reconfigurables integran un mecanismo interno (como conmutadores de RF , varactores , actuadores mecánicos o materiales sintonizables ) que permiten la redistribución intencional de las corrientes de RF sobre la superficie de la antena y producen modificaciones reversibles de sus propiedades. Las antenas reconfigurables se diferencian de las antenas inteligentes porque el mecanismo de reconfiguración se encuentra dentro de la antena, en lugar de en una red de formación de haz externa . La capacidad de reconfiguración de las antenas reconfigurables se utiliza para maximizar el rendimiento de la antena en un escenario cambiante o para satisfacer requisitos operativos cambiantes.

Tipos de reconfiguración de antena

Las antenas reconfigurables se pueden clasificar según el parámetro de antena que se ajusta dinámicamente, normalmente la frecuencia de operación , el patrón de radiación o la polarización . [3]

Reconfiguración de frecuencia

Las antenas reconfigurables en frecuencia pueden ajustar su frecuencia de operación de manera dinámica. Son particularmente útiles en situaciones en las que convergen varios sistemas de comunicaciones porque las múltiples antenas requeridas pueden reemplazarse por una sola antena reconfigurable. La reconfiguración de frecuencia generalmente se logra mediante modificaciones físicas o eléctricas en las dimensiones de la antena utilizando interruptores de RF, [4] carga de impedancia [5] o materiales sintonizables. [6]

Reconfiguración del patrón de radiación

La reconfigurabilidad del patrón de radiación se basa en la modificación intencional de la distribución esférica del patrón de radiación . La dirección del haz es la aplicación más extendida y consiste en dirigir la dirección de la radiación máxima para maximizar la ganancia de la antena en un enlace con dispositivos móviles. Las antenas reconfigurables por patrón se diseñan generalmente utilizando estructuras móviles/rotativas [7] [8] o elementos parásitos conmutables y cargados reactivamente . [9] [10] [11] En los últimos 10 años, las antenas reconfigurables basadas en metamateriales han ganado atención debido a su pequeño factor de forma, amplio rango de dirección del haz y aplicaciones inalámbricas. [12] [13] Las antenas de plasma también se han investigado como alternativas con directividades ajustables. [14] [15] [16]

Reconfiguración de la polarización

Las antenas con polarización reconfigurable pueden cambiar entre diferentes modos de polarización . La capacidad de cambiar entre polarizaciones horizontales, verticales y circulares se puede utilizar para reducir las pérdidas por desajuste de polarización en dispositivos portátiles. La reconfigurabilidad de la polarización se puede proporcionar modificando el equilibrio entre los diferentes modos de una estructura multimodo. [17]

Reconfiguración compuesta

La reconfiguración compuesta es la capacidad de sintonizar simultáneamente varios parámetros de antena, por ejemplo, la frecuencia y el patrón de radiación. La aplicación más común de la reconfiguración compuesta es la combinación de agilidad de frecuencia y escaneo de haz para proporcionar eficiencias espectrales mejoradas. La reconfigurabilidad compuesta se logra combinando en la misma estructura diferentes técnicas de reconfiguración de un solo parámetro [18] [19] o remodelando dinámicamente una superficie de píxeles. [1] [20]

Técnicas de reconfiguración

Existen diferentes tipos de técnicas de reconfiguración para antenas. Principalmente son eléctricas [4] (por ejemplo utilizando RF-MEMS , diodos PIN o varactores ), ópticas, físicas (principalmente mecánicas), [7] [8] y utilizando materiales. Para las técnicas de reconfiguración que utilizan materiales, los materiales pueden ser sólidos, cristales líquidos, líquidos (líquido dieléctrico [21] o metal líquido).

Véase también

Referencias

  1. ^ ab Rodrigo, D.; Cetiner, BA; Jofre, L. (2014). "Antena reconfigurable en frecuencia, patrón de radiación y polarización utilizando una capa de píxeles parásitos". IEEE Trans. Antennas Propag . 62 (6): 3422. Bibcode :2014ITAP...62.3422R. doi :10.1109/TAP.2014.2314464. S2CID  22316165.
  2. ^ JT Bernhard. (2007). "Antenas reconfigurables". Síntesis de conferencias sobre antenas . 2 : 1–66. doi :10.2200/S00067ED1V01Y200707ANT004. S2CID  36417351.
  3. ^ GH Huff y JT Bernhard. (2008). "Antenas reconfigurables". En CA Balanis (ed.). Manual de antenas modernas . John Wiley & Sons.
  4. ^ ab Panagamuwa, CJ; Chauraya, A.; Vardaxoglou, JC (2006). "Antena reconfigurable en frecuencia y haz utilizando interruptores fotoconductores". IEEE Trans. Antennas Propag . 54 (2): 449. Bibcode :2006ITAP...54..449P. doi :10.1109/TAP.2005.863393. S2CID  8074147.
  5. ^ Erdil, E; Topalli, K; Unlu, M; Civi, O; Akin, T (2007). "Antena de parche de microbanda sintonizable en frecuencia utilizando tecnología RF MEMS". IEEE Trans. Antennas Propag . 55 (4): 1193. Bibcode :2007ITAP...55.1193E. doi :10.1109/TAP.2007.893426. S2CID  19335959.
  6. ^ Liu, L.; Langley, R. (2008). "Antena de parche de microbanda sintonizable de cristal líquido". Electronics Letters . 44 (20): 1179. Bibcode :2008ElL....44.1179L. doi :10.1049/el:20081995.
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