Aumento de la ganancia de antenas Vivaldi antípoda miniaturizadas en la banda-s incorporando metamateriales

Abstract

En este documento, se analiza y diseñan antenas Vivaldi antípodas con ganancia aumentada utilizando metamateriales anisotrópicos de índice cero (AZIMs). Estas antenas son diseñadas para implementarse en un radar de apertura sintética (SAR) compacto que opera a 3.35 GHz. El objetivo principal es mejorar la ganancia utilizando metamateriales (AZIM) en antenas Vivaldi antípoda con un tamaño inferior a tres veces la longitud de onda correspondiente a la frecuencia operación, que es un tamaño típico en muchas publicaciones. Para ello, se hace un estudio del estado del arte de antenas Vivaldi y metamateriales aplicados específicamente en el aumento de ganancia y miniaturización. Luego, una comparación entre tres prototipos de antenas donde se incrustó metamateriales es analizado haciendo uso de simulaciones con el fin de poder identificar un prototipo apto para ser fabricado. Finalmente, los parámetros de la antena fabricada son medidos haciendo uso de una cámara anecoica y analizador vectorial para posteriormente verificar los resultados de la simulación.

In this document, Antipodal Vivaldi antennas with enhanced directivity using Anisotropic Zero Index Metamaterial (AZIM) are designed and analyzed. These antennas are needed in order to implement a compact small Synthetic Aperture Radar (SAR) that operates at 3.35 GHz. The main goal is to enhance the antenna’s directivity using metamaterials (AZIM) with the Antipodal Vivaldi antenna with a size shorter than three times the wavelength at the operational frequency), which is a typical size in many publications. In this way, an state of art in Vivaldi antennas and metamaterials is developed focusing in topics related to gain improvement and miniaturization. Then, a comparison between three prototypes of antennas where AZIM were embedded is developed in order to identify a suitable prototype to be fabricated. Finally, the antenna’s parameters are measured using an anechoic chamber and a vector analyzer to be compared with simulation results.