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Calculo de Antenas
Autor:
Armando García Domínguez
Corrección de estilo:
Carla Xargayó
Digitalización y maquetación:
Marcombo, S.A.
Coordinador editorial:
Carles Parcerisas Civit
© Armando García Domínguez, 1994.
Reservados todos los derechos de publicación, reproducción,
préstamo, alquiler o cualquier otra forma de cesión del uso
de este ejemplar en cualquier idioma por
MARCOMBO, S. A.
Gran Via de les Corts Catalanes, 594
08007 Barcelona
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Comunidad Económica Europea.
ISBN: 84-267-1348-3
Impreso en España
Printed in Spain
Índice
Prólogo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
XI
Capítulo 1. Recordatorio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1
1.1.
Unidades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Unidades fundamentales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Unidades derivadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Otras magnitudes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Trigonometría . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2.1. Equivalencias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2.2. Funciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Logaritmos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Unidades logarítmicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Números imaginarios y complejos . . . . . . . . . . . . . . . . .
1
1
1
3
4
5
5
8
9
10
Capítulo 2. Definiciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
13
1.2.
1.3.
1.4.
1.5.
2.1.
2.2.
2.3.
2.4.
1.1.1.
1.1.2.
1.1.3.
Naturaleza de la radiación electromagnética .... . . . . . . .
Constantes del espacio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Conceptos de radiación electromagnética . . . . . . . . . . . .
Parámetros de antenas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.4.1. Impedancia característica ........ . . . . . . . . . . . . . . . .
2.4.2. Altura o longitud efectiva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.4.3. Coeficiente de onda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.4.4. Longitud eléctrica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.4.5. Factor de atenuación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.4.6. Resistencia de radiación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.4.7. Inductancia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.4.8. Capacidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.4.9. Q y ancho de banda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.4.10. Reactancia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
13
14
15
19
20
20
21
21
22
22
23
23
23
23
VII
2.4.11. Impedancia de entrada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.4.12. Directividad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.4.13. Área efectiva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
23
24
26
Capítulo 3. Formulario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
27
3.1.
3.2.
3.3.
3.4.
3.5.
3.6.
3.7.
3.8.
3.9.
3.10.
3.11.
3.12.
3.13.
Impedancia característica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Altura o longitud efectivas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Coeficiente de onda o constante de fase . . . . . . . . . . . . .
Longitud eléctrica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Factor de atenuación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Resistencia de radiación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Inductancia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Capacidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Q...........................................
Reactancia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Impedancia de entrada. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Directividad. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Antena efectiva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
27
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29
29
29
30
32
33
34
34
35
36
42
Capítulo 4. Antenas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
43
4.1.
4.2.
4.3.
4.4.
4.5.
Dipolo de Nadenenko . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Antenas de cuadro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Acoplamiento de antenas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Dipolos doblados. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Ajuste en resonancia de las antenas . . . . . . . . . . . . . . . .
4.5.1. Monopolos cortos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.5.2. Monopolos largos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.5.3. Antenas en L invertida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.6. Antenas Yagi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.7. Antenas colineales. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.8. Antenas multibanda. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.8.1. Primer grupo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.8.2. Segundo grupo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.8.3. Tercer grupo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.8.4. Cuarto grupo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.9. Antenas logoperiódicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.10. Antenas parabólicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.11. Antenas Microstrip . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.11.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
VIII
43
43
45
50
51
51
55
55
57
59
60
61
68
71
71
72
76
80
80
4.11.2 Aplicaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.11.3 Análisis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.11.4 Radiación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.12. Planos de tierra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
81
82
84
91
Capítulo 5. Líneas de transmisión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
97
5.1.
5.2.
5.3
5.4.
Descripción y parámetros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Impedancia de entrada. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Concepto de la R.O.E.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Cable coaxial. Generalidades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
97
101
104
109
Capítulo 6. Datos de interés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
113
6.1.
6.2.
6.3.
6.4.
6.5.
6.6.
Cálculo de bobinas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Radio equivalente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Parámetros de medios y materiales . . . . . . . . . . . . . . . . .
Resistencia óhmica de un conductor a la radiofrecuencia
Capacidades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Transmisión entre dos antenas alejadas
en el espacio libre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
113
115
117
119
120
Capítulo 7. Adaptación de impedancias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
125
Capítulo 8. Mediciones de antenas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
135
8.1
8.2
122
Elementos básicos de aparatos de medidas . . . . . . . . . . .
Aparatos de medidas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
139
145
Capítulo 9. Ejercicios prácticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
149
9.1.
9.2.
9.3.
9.4.
9.5.
9.6.
9.7
Diseño de monopolos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Diseño de antenas en L invertida . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Acoplamiento de dipolos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Antenas disco-cono . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Antenas helicoidales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Antenas parabólicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Diseño de una antena microstrip . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
149
157
159
160
161
163
164
Bibliografía . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
167
IX