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Código en MATLAB que realiza el análisis y la síntesis de arreglos de antenas lineales de N elementos y arreglos en el plano de NxN elementos. Es el producto del Trabajo de Grado titulado: "Síntesis de Arreglos de Antenas para el Canal de Bajada de Redes Móviles 5G", cuyo artículo de investigación se puede hallar en este repositorio.

Análisis y Síntesis de Arreglos de Antenas

Este código en MATLAB realiza el análisis y síntesis de arreglos de antenas lineales de N elementos y de arreglos en el plano de NxN elementos. Los elementos radiantes de estos arreglos son considerados como isotrópicos o con un diagrama de radiación conocido.

Módulo Principal del Programa

Análisis de arreglos de antenas

Este código permite generar y estudiar diagramas de radiación de arreglos lineales y en el plano, conociendo del arreglo: el número de elementos, la distancia inter-elemento, la amplitud de cada elemento, el el desfasaje progresivo entre elementos y la distribución geométrica de los elementos.

Además, con este código se calculan las características más importantes de un diagrama de radiación de forma numérica y gráfica. Algunas de esas características son las siguientes:

• Posición del lóbulo principal.
• Posiciones de los lóbulos secundarios.
• Posiciones de los nulos en el diagrama de radiación.
• Nivel relativo de los lóbulos laterales (NRLL).
• Ancho del haz principal y ancho del haz a - 3 dB.
• Directividad máxima.

A continuación, se muestran diagramas de radiación con sus respectivas características principales representadas gráficamente. Estos diagramas los puedes obtener mediante este programa.

Diagrama de radiación producto de un arreglo lineal de 4 elementos, distancia inter-elemento de 0.5λ y desfasaje entre elementos de 30°.

Diagrama de radiación producto de un arreglo en el plano xy de 8 elementos (Nx = Ny), distancia inter-elemento de 0.5λ (dx = dy) y desfasaje entre elementos de 65° (en dirección x) y 75° (en dirección y).

Síntesis de arreglos de antenas

Este código permite encontrar la amplitud-fase de cada elemento de un arreglo lineal o en el plano, con el objetivo de generar un diagrama de radiación que cumple con características específicas. Exceptuando el método de Laxpati, se conocen las siguientes características del arreglo: el número de elementos, la distancia inter-elemento y la distribución geometríca de los elementos.

Se pueden encontrar distintos métodos de síntesis para arreglos lineales o en el plano.

Métodos de Síntesis para arreglos lineales.

Métodos de Síntesis para arreglos en el plano.

Método de variación de la fase entre elementos para arreglos lineales y en el plano

Este método permite ubicar al lóbulo principal en cualquier posición del diagrama de radiación. Este código encuentra el desfasaje entre elementos del arreglo y obtiene el diagrama de radiación deseado.

Diagrama de radiación cuyo lóbulo principal está en θ₀ = 45°, mediante un desfasaje entre elementos de -127.28°.
Producto de un arreglo lineal de 16 elementos y distancia inter-elemento de 0.5λ.

Diagrama de radiación cuyo lóbulo principal está en θ₀ = ϕ₀ = 45°, mediante un desfasaje entre elementos de -90° en dirección x e y.
Producto de un arreglo en el plano de 16 elementos (Nx = Ny) y distancia inter-elemento de 0.5λ (dx = dy).

Método de Dolph-Chebyshev para arreglos lineales y Método de Dolph-Chebyshev Mejorado para arreglos en el plano

Este método permite generar un nivel relativo de lóbulos laterales específico en el diagrama de radiación. Además, permite ubicar al lóbulo principal en cualquier posición de dicho diagrama.

• Método de Dolph-Chebyshev: Aplica para arreglos lineales. Este código halla la amplitud-fase de cada elemento del arreglo lineal y genera el diagrama de radiación que cumple con el NRLL solicitado.
  

Diagrama de radiación con NRLL de -20 dB, mediante las 8 excitaciones complejas calculadas por este código.
Producto de un arreglo lineal de 8 elementos, distancia inter-elemento de 0.5λ y θ₀ = 45° .

• Método de Dolph-Chebyshev Mejorado: Es una ampliación del método de Dolph-Chebyshev, que se aplica para arreglos en el plano. Este código obtiene la amplitud-fase de cada elemento del arreglo planar, así como el diagrama de radiación con el NRLL previamente especificado.
  

  Si quieres conocer más sobre este método: Optimum scannable planar arrays with an invariant sidelobe level.

Diagrama de radiación con NRLL de -20 dB, mediante las 8 excitaciones complejas calculadas por este código.
Producto de arreglo planar de 8 elementos (Nx = Ny), distancia inter-elemento de 0.5λ (dx = dy), θ₀ = 35° y ϕ₀ = -15°.

Método de Laxpati para arreglos en el plano

Este método permite generar nulos arbitrarios en cualquier posición del diagrama de radiación. Este código encuentra la amplitud-fase de cada elemento del arreglo y obtiene el diagrama de radiación con los nulos en las posiciones requeridas.

Si quieres conocer más sobre este método: Planar array synthesis with prescribed pattern nulls.

Diagrama de radiación con 3 nulos en las posiciones solicitadas, mediante las 4 excitaciones complejas calculadas por este código.
Producto de un arreglo planar con geometría romboidal, 𝒹₁ = 𝒹₂ = 0.5λ, ϕ₁ = 0° y ϕ₂ = 90°.

¿Cómo se descarga y cómo se utiliza este código?

Debes descargar la carpeta Programa de análisis y síntesis de arreglos lineales y en el plano del repositorio, esta contiene todos los scripts.m. Desde MALTAB, tienes que ejecutar el script AnalisisySintesisdeArreglosPrincipal.m, para que así se despliegue el Menú Principal del programa en el Command Window.

Menú Principal del programa

• MANUAL DE USUARIO: Si tienes dudas sobre el código o sobre cómo ejecutar los módulos del programa, este manual te puede servir de ayuda Manual de Usuario
  También puedes descargar el PDF desde este repositorio.