Tesis:
Contribución a la cancelación de errores en medida de antenas en campo próximo mediante técnicas de filtrado
- Autor: GONZÁLEZ-BLANCO GARCÍA, Mª Pilar
- Título: Contribución a la cancelación de errores en medida de antenas en campo próximo mediante técnicas de filtrado
- Fecha: 2018
- Materia: Sin materia definida
- Escuela: E.T.S. DE INGENIEROS DE TELECOMUNICACION
- Departamentos: SEÑALES, SISTEMAS Y RADIOCOMUNICACIONES
- Acceso electrónico: http://oa.upm.es/53268/
- Director/a 1º: SIERRA CASTAÑER, Manuel
- Resumen: En los últimos años la reducción del eco en la medida de antenas ha sido un asunto importante de cara a validar dichas medidas. Esta reducción se consigue en la mayoría de los casos mejorando las condiciones ambientales (por ejemplo haciendo uso de cámaras anecoicas para tomar las medidas). Dado que en muchas ocasiones las condiciones completamente anecoicas no se pueden lograr, se emplean distintos métodos para obtener los diagramas de radiación deseados, ya sea eliminando o compensando los efectos indeseados. Con el aumento de la velocidad en los sistemas de adquisición de datos, nuevos sistemas multisonda y la mejora de la capacidad de cálculo de los ordenadores, las técnicas de postprocesado permiten mejorar la precisión de las medidas de antenas mediante un tratamiento de los datos haciendo uso de información de características geométricas de las antenas. Así, para mejorar las medidas de antenas se emplean métodos como la caracterización en el dominio del tiempo, la descomposición en frecuencia o técnicas de compensación. Otras técnicas consisten en filtrado espacial o en técnicas de diagnóstico. Por último pero no menos importante, las técnicas de enventanado en el tiempo se emplean para filtrar señales no deseadas provocadas por reflexiones. Dentro de estas últimas se transforma la señal del dominio de la frecuencia al del tiempo gracias a herramientas como la Transformada de Fourier y su inversa; en el dominio del tiempo se puede separar fácilmente cada contribución original y sus reflexiones, ya que estas últimas aparecerán como un eco posterior y más atenuado respecto a la señal inicial. Esta tesis considera las técnicas de filtrado existentes estudiando el estado del arte de las técnicas de reducción de ecos. Tras un examen inicial, nos centramos en los métodos de filtrado temporal haciendo especial hincapié en enventanado temporal mediante Transformada de Fourier y en el Matrix Pencil. Estas técnicas, una vez programadas para aplicarse a una medida de una antena, tienen diversas limitaciones como aliasing, acoplo entre la sonda y la antena bajo prueba o efectos indeseados introducidos por la ventana de filtrado. Simulando un escenario formado por un array medido en un campo cercano plano, hemos sido capaces de probar todas estas técnicas y optimizarlas para minimizar en casos concretos los efectos indeseados para posteriormente aplicarlas correctamente sobre medidas realizadas en configuraciones distintas. Finalmente se muestran los escenarios sobre los que se han aplicado dichas técnicas siendo un dipolo en un sistema multisonda, una bocina en una cámara anecoica con reflexiones inducidas artificialmente y una antena de ranuras medida en un campo cercano plano. Estos tres escenarios han servido para sacar conclusiones generales aplicables a otras muchas configuraciones. ----------ABSTRACT---------- During the last few years the echo reduction in antenna measurements has been an important issue to validate the antenna measurements. The echo reduction is mostly achieved by improving the environment conditions (e. g. taking the measurement in an anechoic chamber). As sometimes fully anechoic conditions are not available, different techniques are applied to obtain the correct radiation patterns by removing or compensating the undesired effects. The number of approaches to analyze and cancel the effects of unwanted contributions has increased in recent years. Methods such as time domain characterization; frequency decomposition and compensation techniques have been studied and employed. Other techniques consist in spatial filtering or diagnostic techniques. Last but not least, time-gating techniques are employed to remove reflected contributions. Time-domain transforms such as Fourier Transform (FT) and Inverse FT (IFT) are used to separate the direct signal from the echoes. This thesis considers filtering techniques and focuses on the state of the art of echo reduction techniques. After an initial examination, time filtering methods are studied, especially Time- Gating and Matrix Pencil. Once these techniques are applied to a measurement, several limitations such as aliasing, mutual couplings between probe and antenna under test or undesired effects due to the filtering window are found. By simulating an array scenario and analyzing different effects, we have been able to implement all these techniques and optimize them in particular cases to minimize the undesired effects. The algorithms created for the simulation of an antenna array have been applied in three different scenarios: a dipole measured in a multiprobe system, a principal cut of a horn measurement inside an anechoic chamber with artificial reflections and a slot-antenna in a planar near-field measurement. Although these techniques have been applied for specific antennas and measurement systems, results have been analyzed to obtain general conclusions.