NATURALEZA Y PROPIEDADES DE LOS CAMPOS

NATURALEZA Y PROPIEDADES DE LOS
CAMPOS ELECTROMAGNÉTICOS
JUAN E. PAGE
Dpto. de Electromagnetismo y Teoría de Circuitos
Universidad Politécnica de Madrid
LA EXISTENCIA DE LA CARGA Y/O SU MOVIMIENTO
(FUENTES)
IMPLICA LA DE UN CAMPO DE FUERZAS
Y EN CONSECUENCIA
LA POSIBILIDAD DE REALIZAR UN TRABAJO
EL FENÓMENO ELECTROMAGNÉTICO
ES ESENCIALMENTE UN
FENÓMENO ENERGÉTICO
LA ENERGÍA ASOCIADA A UN FENÓMENO
ELECTROMAGNÉTICO PUEDE TRANSFERIRSE
LOCALMENTE O A DISTANCIA
A ALGÚN OTRO FENÓMENO
(ELECTROMAGNÉTICO O MECÁNICO)
JAMES CLERK MAXWELL (1831-1879)
EN 1864 ESTABLECE LAS ECUACIONES QUE
GOBIERNAN LOS FENÓMENOS
ELECTROMAGNÉTICOS
LOS FENÓMENOS ELECTROMAGNÉTICOS EN EL
ESPACIO LIBRE SE DESCRIBEN MEDIANTE DOS
MAGNITUDES VECTORIALES:
LA INTENSIDAD DE CAMPO ELÉCTRICO
Y
LA INTENSIDAD DE CAMPO MAGNÉTICO
LA TRANSFERENCIA DE ENERGÍA SE EVALÚA
MEDIANTE UNA MAGNITUD VECTORIAL,
LA DENSIDAD DE POTENCIA
LAS INTENSIDADES DE CAMPO TOMAN VALORES DISTINTOS
EN CADA PUNTO DEL ESPACIO Y EN CADA INSTANTE
(SON FUNCIONES DEL ESPACIO Y DEL TIEMPO)
LAS INTENSIDADES DE CAMPO Y
PRODUCIDAS POR UNAS FUENTES DEPENDEN
DE UNA FORMA MUY COMPLICADA DE LAS
CARACTERÍSTICAS DE TALES FUENTES
NO EXISTE NINGUNA RELACIÓN SENCILLA
ENTRE Y
VARIACIÓN TEMPORAL
LA VELOCIDAD DE VARIACIÓN DEL CAMPO
CONDICIONA DE FORMA ESENCIAL
LOS FENÓMENOS QUE ES CAPAZ DE PRODUCIR
PARA VARIACIONES MUY RÁPIDAS
(ESPECTRO CONTENIENDO FRECUENCIAS MUY ALTAS)
EL VALOR DEL CUANTO ENERGÉTICO
PUEDE SER SUFICIENTEMENTE ALTO COMO
PARA PRODUCIR IONIZACIÓN
SE SUELE USAR COMO LÍMITE 12 eV (3@@1015 Hz)
PUESTO QUE LAS INTENSIDADES SON VECTORES
SU DEPENDENCIA CON EL TIEMPO IMPLICA
CAMBIO DE MÓDULO, DIRECCIÓN Y SENTIDO
(POLARIZACIÓN)
LAS INTERACCIONES ESTÁN CONDICIONADAS DE
FORMA ESENCIAL POR EL FENÓMENO DE
POLARIZACIÓN
¡TENER EN CUENTA ESTE FENÓMENO ES
ABSOLUTAMENTE IMPRESCINDIBLE
A LA HORA DE MEDIR!
POR EJEMPLO PARA
SEÑALES SINUSOIDALES PURAS
(MONOCROMÁTICAS)
LOS EXTREMOS DE LAS INTENSIDADES
DIBUJAN SIEMPRE
ELIPSES PLANAS
(INCLUIDOS EL CÍRCULO Y LA RECTA)
PERO EL ASPECTO DE LA ELIPSE ES DISTINTO EN
CADA PUNTO DEL ESPACIO
EL SEMIEJE MAYOR DE LA ELIPSE
ES EL MÁXIMO DE INTENSIDAD
PARA OTRAS VARIACIONES TEMPORALES EL
MOVIMIENTO ES MUCHO MAS COMPLICADO
SI SE INTRODUCE UN
OBJETO EN EL SENO DEL CAMPO
PRODUCIDO POR UNAS FUENTES
- LAS FUENTES LO NOTAN Y CAMBIAN
(FENÓMENO IMPORTANTE SOBRE TODO SI
EL OBJETO SE COLOCA CERCA DE LAS
FUENTES)
- EL CAMPO SE MODIFICA PARA ADECUARSE
A LA NUEVA SITUACIÓN
(FENÓMENO IMPORTANTE SIEMPRE)
EN EL INTERIOR DEL OBJETO SE PRODUCEN
UNAS INTENSIDADES DE CAMPO QUE
DEPENDEN DE:
- LAS FUENTES
- LA FORMA Y TAMAÑO DEL MATERIAL
- SUS CARACTERÍSTICAS ELECTROMAGNÉTICAS
PERMITIVIDAD g [F/m]
PERMEABILIDAD µ [H/m]
CONDUCTIVIDAD F [S/m]
PERMITIVIDAD
LA INTENSIDAD DE CAMPO ELÉCTRICO
PRODUCE FENÓMENOS A NIVEL MICROSCÓPICO
EN EL MATERIAL
- DISTORSIONA LA DISTRIBUCIÓN DE ELECTRONES A
NIVEL ATÓMICO (POLARIZACIÓN ELECTRÓNICA)
- DISTORSIONA LA POSICIÓN DE LOS IONES EN LAS
MOLÉCULAS (POLARIZACIÓN IÓNICA)
- INDUCE UNA ORIENTACIÓN PREFERENTE EN LAS
MOLÉCULAS DIPOLARES (POLARIZACIÓN DIPOLAR)
EL RESULTADO NETO ES EQUIPARABLE AL
DE UNA DISTRIBUCIÓN DE CARGA QUE
PRODUCE UNA INTENSIDAD DE CAMPO
ADICIONAL
QUE PARA VARIACIONES LENTAS ES
APROXIMADAMENTE PROPORCIONAL
A LA APLICADA
EL FENÓMENO SE DESCRIBE
ADECUADAMENTE CON UNA CONSTANTE
PERMITIVIDAD g [F/m]
CUANDO LAS VARIACIONES DEL CAMPO
SON MÁS RÁPIDAS
LA MASA DE LOS DIPOLOS LES IMPIDE
SEGUIRLAS INSTANTÁNEAMENTE
LA DESCRIPCIÓN DEL FENÓMENO ES MUCHO
MAS COMPLICADA
PERO USANDO LA TRANSFORMADA DE FOURIER
DE NUEVO SE REALIZA CON AYUDA DE UNA
CONSTANTE (COMPLEJA)
PERMITIVIDAD (COMPLEJA) g [F/m]
LA FORMACIÓN DE DIPOLOS PUEDE PRODUCIR
CAMBIOS EN EL COMPORTAMIENTO
ELECTROQUÍMICO DEL MATERIAL
LA INERCIA DE LOS DIPOLOS SE TRADUCE EN UN
AUMENTO DE LA ENERGÍA TÉRMICA
EN EL MATERIAL
ES DECIR DE SU TEMPERATURA
ESTA ENERGÍA SE EXTRAE DE LA ASOCIADA
AL CAMPO APLICADO
PERMEABILIDAD
LA INTENSIDAD DE CAMPO MAGNÉTICO PRODUCE
FENÓMENOS A NIVEL MICROSCÓPICO EN EL
MATERIAL
- INDUCE CAMBIOS EN EL MOVIMIENTO DE LOS
ELECTRONES ALREDEDOR DEL NÚCLEO ATÓMICO
(EFECTO DEBIL)
- INDUCE UNA ORIENTACIÓN PREFERENTE EN LOS
EJES DE GIRO DE DICHOS ELECTRONES
(EFECTO INTENSO)
EN LOS MATERIALES BIOLÓGICOS
NO SUELEN PRESENTARSE
FENÓMENOS DE INTERACCIÓN
A NIVEL DE GIRO DEL ELECTRÓN
SALVO CON CAMPOS MUY INTENSOS (RMN)
LA PRESENCIA DEL MATERIAL
NO IMPLICA FENÓMENOS MAGNÉTICOS
TODO OCURRE COMO EN EL VACIO
Y SE DESCRIBE CON LA CONSTANTE
PERMITIVIDAD DEL VACÍO µ0 [H/m]
CONDUCTIVIDAD
LA INTENSIDAD DE CAMPO ELÉCTRICO
INDUCE EL MOVIMIENTO DE LAS CARGAS LIBRES
EXISTENTES EN EL MATERIAL (CONDUCCIÓN)
PUEDE ALTERARSE EL CONTENIDO IÓNICO
CAMBIOS EN EL COMPORTAMIENTO
ELECTROQUÍMICO DEL MATERIAL
LOS CHOQUES SE TRADUCE EN UN
AUMENTO DE LA ENERGÍA TÉRMICA
ES DECIR DE LA TEMPERATURA
EL FENÓMENO SE DESCRIBE CON UNA CONSTANTE
CONDUCTIVIDAD F [S/m]
PENETRACIÓN EN EL MATERIAL
LA PRESENCIA DEL MATERIAL SE TRADUCE EN
UN CIERTO RECHAZO A QUE LA ENERGÍA DEL
CAMPO PENETRE EN SU INTERIOR
(REFLEXIÓN)
DEPENDE MUCHO DE LA FRECUENCIA, LA
PERMITIVIDAD, LA FORMA Y EL TAMAÑO
A CIERTAS FRECUENCIAS
EL CAMPO INTERNO SE HACE MUY
IMPORTANTE (RESONANCIA)
LAS PERDIDAS DEL MATERIAL HACEN QUE
LA POTENCIA QUE PENETRA EN ÉL
SE VAYA CONSUMIENDO
CONFORME PROGRESA HACIA EL INTERIOR
PARA PÉRDIDAS Y/O FRECUENCIAS ALTAS LA
ENERGÍA SE CONVIERTE EN CALOR EN UNA
CAPA SUPERFICIAL
(EFECTO PELICULAR)
¡AMBOS FENÓMENOS SE COMBINAN
DANDO RESULTADOS COMPLICADOS!
EL CAMPO INTERNO
PRODUCE TODO UN CONJUNTO DE
FENÓMENOS EN EL OBJETO
PARA ENERGÍAS NO IONIZANTES
Y PARA LOS MATERIALES BIOLÓGICOS
- TÉRMICOS
(LOS CONSIDERADOS POR LAS
NORMATIVAS DE PROTECCIÓN)
- ELECTROQUÍMICOS
(LOS QUE MANTIENEN EL DEBATE ACERCA
DE LA VALIDEZ DE DICHAS NORMATIVAS)
PARA LOS
FENÓMENOS BIOLÓGICOS
DE TIPO TÉRMICO
SOLO INTERESA
LA ENERGÍA ELECTROMAGNÉTICA
CONVERTIDA EN CALOR
QUE SOLO DEPENDE DE LA
INTENSIDAD DE CAMPO ELÉCTRICO INTERNO
LA ENERGÍA CONVERTIDA EN CALOR POR
UNIDAD DE TIEMPO Y DE MASA ES LA
“SPECIFIC ABSORTION RATE”
(SAR [W/kg])
ESTUDIOS BIOMÉDICOS
HAN PERMITIDO ESTABLECER LOS
VALORES DE SAR TOLERABLES
SIN QUE SE PRODUZCA DAÑO
AL SER HUMANO
(DOSIMETRÍA)
ESTOS NIVELES,
CORREGIDOS CON LOS FACTORES DE
SEGURIDAD QUE SE HAN ESTIMADO OPORTUNOS,
CONSTITUYEN LAS LLAMADAS
RESTRICCIONES BÁSICAS
¡LA EVALUACIÓN,
ANALÍTICA O EXPERIMENTAL
DE LA SAR ES UN PROBLEMA FORMIDABLE!
POR LO QUE SE HA DEDICADO UN ENORME
ESFUERZO A
RELACIONAR EL CAMPO INTERNO
CON
EL CAMPO EXISTENTE
ANTES DE INTRODUCIR EL OBJETO
(DOSIMETRÍA)
EN EL MAYOR NÚMERO POSIBLE DE
SITUACIONES
LOS VALORES DE LAS
INTENSIDADES DE CAMPO
EN AUSENCIA DE OBJETO
QUE GARANTIZAN EL CUMPLIMIENTO DE LAS
RESTRICCIONES BÁSICAS SE DENOMINAN
NIVELES DE REFERENCIA
LA SAR EN EL OBJETO DEPENDE DE
LAS DOS INTENSIDADES DE CAMPO
EXISTENTES EN AUSENCIA DEL OBJETO
LUEGO LOS NIVELES DE REFERENCIA
LIMITAN EL VALOR DE E Y EL DE H
¡EN GENERAL HAY QUE EVALUAR AMBOS!
LA ENERGÍA ELECTROMAGNÉTICA
SE APLICA EN:
- INDUSTRIA Y MEDICINA
(ESCENARIOS MUY CONTROLADOS)
- TRANSPORTE DE ENERGÍA
- COMUNICACIONES
(SISTEMAS ABIERTOS Y SIN CONTROL)
EL TRANSPORTE DE ENERGÍA
SE REALIZA CON SEÑALES SINUSOIDALES
EN BAJA FRECUENCIA (50 Hz)
(NIVELES DE REFERENCIA: 5 kV/m y 80 A/m)
LAS DIMENSIONES DEL SISTEMA SON
PEQUEÑAS COMPARADAS CON LA
LONGITUD DE ONDA (6000 km)
LAS ECUACIONES DE MAXWELL
SE SIMPLIFICAN
MEDIANTE LA
APROXIMACIÓN CASI-ESTÁTICA
NIKOLA TESLA (1856 - 1943)
CENTRAL DE NIAGARA FALLS EN 1895
LINEA BIFILAR
CAMPO ELÉCTRICO
LINEAS DE INTENSIDAD CONSTANTE DE
CAMPO ELÉCTRICO
CAMPO ELÉCTRICO
PARA DIVERSOS VALORES DE h
(V0=30 kV
D=10 mm
D=3 m)
Emax=470 kV/m
E
E
2500
− D0
D0
− D0
D0
2
2
2
2
2000
Intensidad (V/m)
2000
Intensidad (V/m)
MME
2500
1500
1000
1500
1000
MME
500
0
500
3
2
h=3 m
1
0
1
Posición horizontal (m)
2
Emax=625 V/m
3
0
3
2
h=1 m
1
0
1
Posición horizontal (m)
2
3
Emax=2345 V/m
CAMPO ELÉCTRICO
EFECTO DE APROXIMAR LOS CONDUCTORES
(V0=30 kV
d=10 mm
D=0.3 m)
Emax=757 kV/m
E
E
2500
− D0 D0
2
− D0 D0
2
2
2
2000
Intensidad (V/m)
2000
Intensidad (V/m)
MME
2500
1500
1000
1500
1000
MME
500
0
500
3
2
1
0
1
Posición horizontal (m)
2
3
h=1.32 m Emax=625 V/m
0
3
2
1
0
1
Posición horizontal (m)
h=66.8 cm
2
3
Emax=2345 V/m
LINEA BIFILAR
CAMPO MAGNÉTICO
LINEAS DE INTENSIDAD CONSTANTE DE
CAMPO MAGNÉTICO
CAMPO MAGNÉTICO
PARA DIVERSOS VALORES DE h
(I0=100 A
d=10 mm
D=3m)
MMH
H
− D0
D0
2
2
15
10
Intensidad (V/m)
Intensidad (V/m)
15
H
− D0
D0
2
2
10
MMH
5
0
5
3
2
h=3 m
1
0
Posición horizontal (m)
1
2
Hmax=4.25 A/m
3
0
3
2
h=1 m
1
0
Posición horizontal (m)
1
2
Hmax=16 A/m
3
CAMPO MAGNÉTICO
EFECTO DE APROXIMAR LOS CONDUCTORES
(I0=100 A
d=10 mm
D=0.3 m)
H
H
− D0
D0
2
2
15
Intensidad (V/m)
Intensidad (V/m)
15
10
MMH
0.2
0.1
0
0.1
Posición horizontal (m)
0.2
2
2
10
0
0.3
D0
5
5
0
− D0
0.3
h=1.05 m Hmax=4.25 A/m
0.3
0.2
0.1
0
0.1
Posición horizontal (m)
h=52.5 cm
0.2
0.3
Hmax=16 A/m
CONCLUSIONES
EL CAMPO A UNA DISTANCIA DADA BAJO LA LÍNEA ES
MENOR SI SE APROXIMAN LOS CONDUCTORES
PERO ALCANZA LOS MISMOS VALORES SI NOS
ACERCAMOS A ELLA
EL PROBLEMA DEL CAMPO ELÉCTRICO SE RESUELVE
POR APANTALLAMIENTO
PERO EL APANTALLAMIENTO MAGNÉTICO
ES MUY COSTOSO
EL CAMPO ELÉCTRICO MÁXIMO ABSOLUTO
CRECE AL ACERCAR LOS CONDUCTORES
PUDIENDO SUPERARSE EL VALOR DE RUPTURA
HEINRICH HERTZ (1857-1894)
EN 1887 DEMUESTRA
LA EXISTENCIA DE LAS ONDAS
GUGLIELMO MARCONI (1874-1937)
EN 1901 REALIZA LA PRIMERA TRANSMISIÓN
TRANSOCEÁNICA POR RADIO
LA TRANSMISIÓN DE INFORMACIÓN
REQUIERE LA TRANSFERENCIA DE ENERGÍA
DE UN LUGAR A OTRO DEL ESPACIO
LA TRANSMISIÓN POR RADIO UTILIZA UN
CAMPO ELECTROMAGNÉTICO EN EL
ESPACIO LIBRE COMO SOPORTE DE LA
ENERGÍA
LA INFORMACIÓN SE CONFIGURA COMO
UNA VARIACIÓN TEMPORAL DE DICHO
CAMPO ELECTROMAGNÉTICO
EL GENERADOR SE ENCARGA DE
TRANSFERIR AL CAMPO
ELECTROMAGNÉTICO LA ENERGÍA
SALVO QUE SE TOMEN LAS MEDIDAS
ADECUADAS DICHA TRANSFERENCIA ES
MUY POCO EFECTIVA
LA MANERA HABITUAL DE MEJORAR LA
EFICACIA ES UTILIZAR UN ADAPTADOR
SITUADO EN LA SALIDA DEL GENERADOR
LA ANTENA EMISORA
“UNA ANTENA ES UNA ESTRUCTURA,
CONSTRUIDA EN GENERAL DE MATERIAL
BUEN CONDUCTOR, DISEÑADA EN FORMA Y
TAMAÑO PARA RADIAR ENERGÍA
ELECTROMAGNÉTICA DE FORMA EFICIENTE”
R.E. Collin
LA EFICIENCIA CONSISTE EN TRANSFERIR
AL CAMPO TODA LA ENERGÍA QUE SEA
CAPAZ DE SUMINISTRAR EL GENERADOR Y
ENFOCARLA EN LA DIRECCIÓN DESEADA
LA FORMA Y TAMAÑO DE LA ANTENA
DETERMINAN LAS CORRIENTES QUE LA
RECORREN CUANDO SE LA CONECTA A UN
GENERADOR
LAS INTENSIDADES DE CAMPO PRODUCIDAS
POR UNA ANTENA DEPENDEN DE LAS
CORRIENTES QUE CIRCULAN POR ELLA DE
UNA FORMA MUY COMPLICADA
NO EXISTE NINGUNA RELACIÓN SENCILLA
ENTRE LA Y LA
PRODUCIDAS POR UNA
ANTENA
MUY LEJOS DE LA ANTENA
Y EN AUSENCIA DE OBSTÁCULOS
LAS INTENSIDADES TIENEN CIERTAS
PECULIARIDADES (SEA CUAL SEA LA ANTENA)
- SON INVERSAMENTE PROPORCIONALES A LA
DISTANCIA A LA ANTENA
- ESTÁN CONTENIDAS EN EL PLANO TRANSVERSAL A
LA LINEA DE VISIÓN DE LA ANTENA
- SON PERPENDICULARES ENTRE SI
- SUS MAGNITUDES SE RELACIONAN A TRAVÉS DE
OTRA MAGNITUD CONOCIDA (0
00=120B
B [S
S])
EN CONSECUENCIA
LA DENSIDAD DE POTENCIA
- ES INVERSAMENTE PROPORCIONAL AL
CUADRADO DE LA DISTANCIA A LA ANTENA
- TIENE LA DIRECCIÓN DE LA LÍNEA DE
VISIÓN DE LA ANTENA (SALE DE ELLA)
- PARA CALCULARLA BASTA CONOCER
UNA DE LAS INTENSIDADES
PUESTO QUE PARA PUNTOS ALEJADOS DE LA
ANTENA Y EN AUSENCIA DE OBSTÁCULOS
EXISTE UNA RELACIÓN CONOCIDA
ENTRE Y
EN TALES PUNTOS BASTA MEDIR UNO DE ELLOS
POR ENCIMA DE 10 MHz
LOS NIVELES DE REFERENCIA EXISTENTES
SE HAN ESTABLECIDO SUPONIENDO ESTA
SITUACIÓN, POR LO QUE LOS VALORES DE LAS
MAGNITUDES ELECTROMAGNÉTICAS CUMPLEN
LAS RELACIONES CORRESPONDIENTES A
PUNTOS LEJANOS Y ESPACIO LIBRE
EL CAMPO LEJANO ES POCO SENSIBLE A LOS
DETALLES DE LA ANTENA Y SU ENTORNO
PRÓXIMO
EL TIPO DE ANTENA SOLO SE NOTA EN LOS
DESPLAZAMIENTOS ANGULARES
LA FORMA DE VARIACIÓN
CON LOS DESPLAZAMIENTOS ANGULARES
SE LLAMA
DIAGRAMA DE RADIACIÓN DE LA ANTENA
EL DIAGRAMA DE RADIACIÓN ES UNA
REPRESENTACIÓN DEL VALOR DE LA INTENSIDAD A
DISTANCIA CONSTANTE
NO PROPORCIONA INFORMACIÓN DIRECTA
SI LA DISTANCIA VARÍA
ANTENA
DIRECCIÓN DEL
MÁXIMO DEL
DIAGRAMA
IMPACTO
DIAGRAMA DE RADIACIÓN
E ILUMINACIÓN SOBRE EL SUELO
110
100
90
80
70
120
15
60
130
14
50
0.8
140
13
12
40
0.6
30
0.4
160
20
0.2
170
180
10
0
0
190
350
200
340
210
330
220
320
.707
230
310
240
300
250
260
270
280
290
Inclinación=5º
Anchura de lóbulo=20º
Lobulos secundarios=-20 dB
intensidad normalizada
150
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
1
0
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5 0.6 0.7 0.8
Distancia normalizada
Altura de antena=18 m
Distancia de impacto=200 m
Distancia de máximo=97 m
0.9
1
1.1
1.2
SI SE DISPONE DE UNA ESTIMACIÓN RAZONABLE DE:
DIAGRAMA DE RADIACIÓN NORMALIZADO
GANANCIA DE LA ANTENA
POTENCIA TOTAL RADIADA
Y SUPONIENDO QUE EL ENTORNO DE LA ANTENA NO
INFLUYE NOTABLEMENTE EN SU COMPORTAMIENTO
SE PUEDE HACER UN CÁLCULO MUY SENCILLO DE
LA DISTANCIA DE SEGURIDAD EN CADA DIRECCIÓN DEL
ESPACIO
EL RESULTADO ES UNA
SUPERFICIE DE SEGURIDAD
DE FORMA SIMILAR AL DIAGRAMA DE RADIACIÓN
DE LA QUE DE ACUERDO CON LA LEGISLACIÓN
SOLO ES VÁLIDA LA PARTE QUE DISTA DE LA ANTENA
MAS DE TRES LONGITUDES DE ONDA
PIRE
F(2,n)
4BSlim
d(2,n) '
4
−3
3
3
Distancia vertical/longitud de onda
2
1
0
1
2
3
4
4
3
2
1
0
1
Distancia horizontal/longitud de onda
2
3
4
SUPERFICIE DE SEGURIDAD TÍPICA
SITUACIONES QUE IMPIDEN EL USO DE LA
APROXIMACIÓN DE CAMPO LEJANO
AUNQUE EL PUNTO DE OBSERVACIÓN ESTÉ LEJOS
EXISTE ALGÚN OBJETO SIGNIFICATIVO EN LAS
PROXIMIDADES DE LA ANTENA
EXISTE ALGÚN OBJETO SIGNIFICATIVO EN LAS
PROXIMIDADES DEL PUNTO DE OBSERVACIÓN
HAY VARIAS ANTENAS UBICADAS EN POSICIONES
TALES QUE LA DISTANCIA QUE LAS SEPARA NO ES
PEQUEÑA FRENTE A LA DISTANCIA DE ELLAS AL
PUNTO DE OBSERVACIÓN
LAS INTENSIDADES TOTALES YA NO CUMPLEN
RELACIONES SENCILLAS
EFECTO DE UN
SUELO PRÓXIMO
SITUACIONES DE CAMPO PRÓXIMO
LAS DISTANCIAS A QUE SE ALCANZAN LOS NIVELES DE
REFERENCIA PUEDEN CORRESPONDER
EN CIERTOS LUGARES O INCLUSO EN TODO EL ESPACIO A
CAMPO PRÓXIMO
CONFORME EL PUNTO DE OBSERVACIÓN SE ACERCA A LA ANTENA
LAS PROPIEDADES DE CAMPO LEJANO EMPIEZAN A FALLAR Y
MUY CERCA DE LA ANTENA NO SE CUMPLE
NINGUNA DE ELLAS
EN PARTICULAR:
- EL CAMPO ES MUY DEPENDIENTE DE LOS DETALLES
CONSTITUTIVOS DE LA ANTENA Y DE SU ENTORNO
- LOS CONCEPTOS TÍPICOS DE ANTENAS COMO EL
DIAGRAMA DE RADIACIÓN CARECEN DE UTILIDAD
LAS ZONAS MAS PRÓXIMAS A LA ANTENA
EXIGEN UN ANÁLISIS MAS COMPLICADO
LAS SUPERFICIES DE PROTECCIÓN SON
DIFERENTES PARA
Y
HAY QUE MEDIR
Y
POR SEPARADO
SUPERFICIES DE PROTECCIÓN
PARA UNA ANTENA DE RADIODIFUSIÓN EN AM
ME , MH , M
,,, CAMPO ELÉCTRICO ,,, CAMPO MAGNÉTICO
,,, DIAGRAMA DE RADIACIÓN
UNA DETERMINACIÓN MUY PRÓXIMA A LA
REALIDAD DE LAS SUPERFICIES DE
PROTECCIÓN REQUIERE CONSIDERAR MUCHOS
DETALLES DE LA ANTENA Y EL ENTORNO
LO QUE OBLIGA AL USO DE UNA HERRAMIENTA
DE CÁLCULO POTENTE
CON LARGOS TIEMPOS DE EJECUCIÓN Y
MANEJADA POR UN ESPECIALISTA
DE IGUAL FORMA LA DETERMINACIÓN
EXPERIMENTAL DETALLADA DE LAS
SUPERFICIES ES UN PROBLEMA COMPLICADO
DE MEDIDA QUE REQUIERE UNA
INSTRUMENTACIÓN ESPECIALIZADA Y UN
USUARIO ENTRENADO
EL CÁLCULO DE LA SAR SOLO PUEDE
HACERSE MEDIANTE EL USO INTENSIVO DE
CALCULO NUMÉRICO
SE REQUIERE UN MODELO DETALLADO DE
LA GEOMETRÍA Y LAS CARACTERÍSTICAS
ELECTROMAGNÉTICAS DEL MATERIAL
AUNQUE SE USAN DIVERSAS TÉCNICAS
LA MAS EFECTIVA PARECE SER LAS
DIFERENCIAS FINITAS EN EL DOMINIO DEL
TIEMPO
REMCOM
MODELO DEL CUERPO PARA DFDT
CÉLULAS CÚBICAS DE 5×5 mm
4700000 CELDAS
23 TIPOS DE MATERIAL
(128 Mbit RAM)
REMCOM XFDTD
DISTRIBUCIÓN DE CAMPO PARA
UN HOMBRE UTILIZANDO UN
TELÉFONO PORTÁTIL
CAMPO LEJANO DE UNA ANTENA
INCIDIENDO SOBRE DOS CAPAS PLANAS DE
MATERIALES CON PÉRDIDAS
2
0
d
1.5
1
0.5
0
30
20
10
0
Posición (mm)
10
20
30
Campo normalizado
SAR (W/kg)
INTENSIDAD DE CAMPO ELÉCTRICO Y SAR
APORTACIÓN DE CALOR EN LA SUPERFICIE DE INCIDENCIA
2
0
d
1.5
1
0.5
0
60
40
20
0
Posición (mm)
20
40
60
Campo normalizado
SAR (W/kg)
INTENSIDAD DE CAMPO ELÉCTRICO Y SAR
APORTACIÓN DE CALOR EN EL INTERIOR
LA DISTRIBUCIÓN DE SAR ES MUY SENSIBLE
A TODOS LOS PARÁMETROS, TANTO DEL
CAMPO INCIDENTE
(FRECUENCIA, POLARIZACIÓN)
COMO DEL OBJETO
(FORMA, TAMAÑO, COMPOSICIÓN, ORIENTACIÓN)
¡LA DISTRIBUCIÓN DE TEMPERATURA NO
COINCIDE CON LA DE SAR!
UN ENORME CAMPO MULTI-DISCIPLINAR
ABIERTO A LA INVESTIGACIÓN