La ecuación discreta de Pocklington aplicada a la transformación de mediciones de campo cercano en campo lejano

Near Field-Far Field Transformation Using the Discrete Pocklington Equation

Luis Carrión-Rivera
Centro Nacional de Metrología, MÉXICO

Jorge Sosa-Pedroza
Instituto Politécnico Nacional, MÉXICO

Fabiola Martínez-Zúñiga
Instituto Politécnico Nacional, MÉXICO

Recibido 15-12-2016, aceptado 28-03-2017.

Resumen

Los sistemas actuales de comunicaciones móviles, de tecnología MIMO, requieren de antenas inteligentes capaces de utilizar favorablemente la multitrayectoria para mejorar la calidad de la señal deseada. Las antenas de las estaciones base 4G, actualmente en despliegue en el mundo y en particular en nuestro país, son en esencia un doble arreglo ortogonal, de dimensiones típicas de 1.4 m, con frecuencias de operación entre 1.7 y 2.7 GHz; estas dimensiones y su relación con la longitud de onda (el tamaño eléctrico de la antena), implica que la distancia mínima de medición de campo lejano es superior a los 25 m. Considerando que la caracterización debe hacerse en un medio controlado, es de suponerse el costo de una cámara anecoica de tales dimensiones. Presentamos en este trabajo una propuesta de conversión de medición en campo cercano usando la ecuación de Pocklington para obtener el campo lejano mediante la teoría de arreglos, a partir del cálculo de corrientes virtuales cerca de la antena.

Abstract

Actual MIMO technology needs special antennas capable to use multipath to improve signal quality. Antennas for the 4G base stations deployed around the World, are double orthogonal arrays working between 1.7 to 2.7 GHz and typical dimensions of 1.5 m length. Their dimension and wavelength relationship requires a minimum distance of 30 m for far field measurement. As measurement should be done in a controlled environment, as an anecheoic chamber, those dimensions require a very high cost test set. We present in this paper a new proposal to obtain far field, measuring near antenna surface field to calculate virtual currents using Pocklington discrete equation; after that far field can be obtained using point sources.

Palabras clave: ecuación de Pocklington, ecuación discreta de Pocklington, antenas MIMO, conversión de campo cercano en campo lejano.
Index terms: Pocklington equation, discrete Pocklington equation, near field-far field conversion, MIMO antennas.

ISO 690 reference:
Carrión-Rivera, Luis; Sosa-Pedroza, Jorge; Martínez-Zúñiga, Fabiola, 2017, La ecuación discreta de Pocklington aplicada a la transformación de mediciones de campo cercano en campo lejano, Científica, Revista Mexicana de Ingeniería Electromecánica y de Sistemas, vol. 21, no. 2, ISSN 2594-2921, e210208, DOI: 10.46842/ipn.cien.v21n2a08