“ DISEÑO OPTIMO DE ANTENAS DE BOCINA MULTIMODO PARA EXCITAR UN HAZ GAUSSIANO FUNDAMENTAL DE ALTA PUREZA ” Ramón Gonzalo, Carlos del Río, Jorge Teniente y Mario Sorolla. Grupo de Microondas y Milimétricas. Universidad Pública de Navarra Campus Arrosadía s/n. E-31006 Pamplona, España Tfno : 948 169023 Fax: 948 169169 e.m.: ramon@upna.es ABSTRACT In this paper, we present an original and optimal multimode horn antenna design to excite the fundamental Gaussian beam from an overmoded waveguide. In particular, we focus the study in overmoded circular corrugated waveguide. The main idea to design this multimode horn antenna, is to increase the waveguide radius as the desired gaussian mode expands. This principle has also been applied to smooth circular waveguides to excite higher order Gaussian beams from TE 0n modes. The horn antenna design considered here, improves the gaussian conversion efficiency, the cross- polarisation and the sidelobes level of some good mixture ( aprox. 85% of TE 11 and 15% of TM 11 ). 1.- INTRODUCCION Las antenas de bocina corrugadas, se han convertido en los últimos tiempos en la elección preferida como alimentadores de antenas parabólicas de altas prestaciones para comunicaciones, radar, sensores remotos, etc.... Las razones fundamentales para ello son dos; la primera, se debe a la gran simetría en el diagrama de radiación al que dan lugar lo que ofrece la posibilidad de conseguir antenas con gran ganancia y bajo “spillover”, y la segunda, se debe a su baja polarización cruzada que es un parámetro muy importante en sistemas de polarización dual. Además, existen otro tipo de aplicaciones de alta potencia trabajando a frecuencias milimétricas que vienen siendo objeto de estudio en las últimas décadas en los que el diseño de los componentes de guia de onda es crítico debido al alto coste de fabricación y mantenimiento de estos sistemas. El fin de estos estudios es incrementar la eficiencia total del sistema, y uno de los componentes que influye en las pérdidas originadas en el sistema son las antenas utilizadas para radiar la energía. Hasta hoy en día, se utiliza como modo de salida de este tipo de antenas corrugadas el HE 11 , por tener un patrón de radiación cuasi-gaussiano. Este modo se consigue partiendo del modo fundamental de guía lisa TE 11 mediante un adaptador a guía circular corrugada[1] y [2]. Al final de éste, se consigue una mezcla de modos TE 11 y TM 11 adecuada en potencias y fases que da lugar al modo HE 11 . Las antenas actuales se diseñan para conseguir dicha mezcla a la salida [3]. En este artículo veremos como es posible conseguir mezclas de modos TE 1n y TM 1n que dan lugar a mezclas mucho más gaussianas que la que se viene utilizando hasta hoy, además de ofrecer mejores características en sus parámetros relevantes ( mayor eficiencia de conversión al gaussiano fundamental, más simetría, menores lóbulos laterales, menor polarización cruzada, .... ). Para conseguir estas mezclas se presentan una serie de antenas de bocina conversoras de modos, que son capaces de generar las mezclas anteriormente comentadas a partir de modo HE 11 que tengamos en su entrada; este tipo de antenas fueron utilizadas con éxito en [4] para la obtención de haces Gaussianos de orden superior. 2.- MODOS GAUSSIANOS - MODOS EN GUÍA. Como se demuestra en [5], existen soluciones de la ecuacion paraxial de Helmholtz en el espacio libre con estructuras de campo muy parecidas a algunos modos de guía. El caso más claro de este fenómeno lo tenemos en el modo gaussiano fundamental ψ 0 0 , que puede ser excitado bastante eficientemente por el modo HE 11 de guía corrugada; de ahí que se diga, muy acertadamente, que el HE 11 tiene un patrón de radiación cuasi-gaussiano. Este modo lo podemos obtener como una mezcla de modos TE 11 y TM 11 de aprox. un 85% y un 15% respectivamente, con lo que podemos suponer que es posible desarrollar el modo gaussiano fundamental ψ 0 0 como mezcla de modos TE 1n y TM 1n . Además, éstos modos forman base con lo que se asegura la posibilidad de desarrollar el gaussiano fundamental como una combinación lineal de modos TE 1n y TM 1n . brought to you by CORE View metadata, citation and similar papers at core.ac.uk provided by Academica-e