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Este ejemplo analiza el acoplamiento entre cuatro antenas de parche circulares montadas en los laterales de un Boeing 757. Las antenas transmiten y reciben a una frecuencia de 2,4 GHz. Las antenas transmiten y reciben a una frecuencia de 2,4 GHz. El acoplamiento entre cada antena se caracteriza utilizando la salida S-Parameter de XGtd, que puede visualizarse en la interfaz de usuario o exportarse a un archivo Touchstone v1.1.
La geometría del Boeing 757 consta de 1.096 caras, a las que se han asignado propiedades de material conductor eléctrico perfecto. La Figura 1 muestra la geometría del avión con cuatro facetas coloreadas en azul para identificar dónde se montarán las antenas.
Figura 1: Geometría del Boeing 757.
Las simulaciones utilizan el modelo Full 3D, con una reflexión, ninguna transmisión, dos difracciones en cuña y 16 difracciones superficiales. La frecuencia de funcionamiento de las antenas es de 2,4 GHz y se modela utilizando la opción sinusoide básica.
El diagrama de ganancia de antena en cada una de las cuatro ubicaciones del transceptor, definido por la antena de parche circular incorporada, tiene una constante dieléctrica relativa de 2,2, un radio de 0,0226 m, una altura de 0,0032 m y una frecuencia de 2,4 GHz (Figura 2).
Figura 2: Antena de parche circular.
Las antenas circulares de parche están montadas en cuatro puntos del fuselaje del avión. Actúan como antenas transmisoras y receptoras, por lo que pueden modelarse cómodamente utilizando un punto transceptor. Los transceptores se montan en cualquier faceta de la geometría y se orientan automáticamente utilizando la normal de la faceta. El punto transceptor puede situarse gráficamente en la faceta seleccionada o, desde la ventana de propiedades del transceptor, pueden introducirse las coordenadas exactas para localizar el transceptor.
La figura 3 muestra las cuatro antenas de parche colocadas en el avión, con los diagramas de antena tridimensionales y los vectores de control visibles.
Figura 3: Transceptores en el 757 con patrones de antena y vectores de control visibles.
La salida de parámetros S es accesible de tres maneras: como salida codificada por colores visible en la vista del proyecto (Figura 4), numéricamente a través de la ventana de propiedades del archivo de salida (Figura 5), o exportando el archivo Touchstone asociado (Figura 6).
Figura 4: Visualización de parámetros S codificados por colores en la vista de proyecto.
Figura 5: Valor numérico del parámetro S21 mostrado en la ventana de propiedades del archivo de salida.
Figura 6: Parámetro S exportado a un archivo Touchstone.
La visualización de las trayectorias de los rayos a partir del cálculo proporciona información detallada sobre el acoplamiento entre dos antenas cualesquiera montadas en la aeronave y puede revelar qué estructuras contribuyen al acoplamiento. Por ejemplo, los dos principales factores que contribuyen al acoplamiento entre el transceptor 1 y el transceptor 2 son la dispersión procedente del motor derecho y la contribución de la onda rastrera que se desplaza a lo largo de la superficie del fuselaje de la aeronave, como se muestra en la figura 7. Existe un conjunto similar de trayectorias en el lado izquierdo de la aeronave, acoplando los transceptores 3 y 4. Los parámetros S para estas trayectorias se muestran en la Figura 8. Los parámetros S de estas ubicaciones se indican en la Tabla 1:
Tabla 1: Salida de parámetros S entre transceptores situados en el mismo lado del avión.
Figura 7: Trayectorias de rayos entre los transceptores 1 y 2 (S12 y S21).
El acoplamiento entre los transceptores 1 (abajo a la derecha) y 4 (abajo a la izquierda), que produce S14 = -104,62 dB y S41 = -104,61 dB, se produce principalmente a través de la onda de arrastre a lo largo de la parte inferior de la aeronave, como se muestra en la figura 8.
Figura 8: Trayectorias de rayos entre los transceptores 1 y 4 (S14 y S41).
Del mismo modo, el acoplamiento entre los transceptores 2 (arriba a la derecha) y 3 (arriba a la izquierda), con S23 = S32 =-87,45 dB, se debe a la onda rastrera que viaja por la parte superior del avión, como se muestra en la figura 9.
Figura 9: Trayectorias de rayos entre los transceptores 2 y 3 (S23 y S32).
El acoplamiento entre la antena inferior y la antena superior en el lado opuesto de la aeronave también se debe a la contribución de la onda rastrera, como se muestra en la figura 10, donde los parámetros S S13, S31, S24, S42, son todos aproximadamente -104,56 dB.
