FUNCIONAMIENTO DE LAS ANTENAS DIANA CAROLINA MARTIN

FUNCIONAMIENTO DE LAS ANTENAS
DIANA CAROLINA MARTIN ROA
UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA
FACULTAD DE INGENIERIA
CODIGO 244514. G9 NL 20
RESUMEN
Como culminación del curso de fundamentos de electricidad y magnetismo, se desarrolla
una recapitulación de algunos conceptos desarrollados en la clase. En este articulo, se
tratara una aplicación de los campos magnéticos, eléctricos y otros conceptos que se
desarrollan a partir de estos, que poseen fuertes aplicaciones en sistemas como
comunicaciones radiales y televisivos, principalmente. Se desarrollan conceptos como
funcionamiento de una antena, modulación de ondas, principalmente
INTRODUCCION
Día a día, nos encontramos con un mundo
más moderno, que avanza velozmente con
cambios
y alternativas
para
el
mejoramiento de la vida del hombre.
Televisión, radio, telefonía celular,
internet, son sistemas de comunicación
que a menudo utilizamos; pero, ¿qué hay
detrás de ellos? ¿Que es lo que permite
que todo sea más fácil? En este artículo se
tratara el principio de funcionamiento de
una antena y algunas aplicaciones en la
vida cotidiana.
ANTENAS:
En nuestro diario vivir, interactuamos
constantemente con antenas directa o
indirectamente; pero, ¿como se puede
definir una antena? Una Antena es aquel
dispositivo que permite la recepción y el
envío de ondas electromagnéticas hacia
un espacio libre. Por ejemplo una antena
transmisora lo que hace es transformar
voltajes en ondas electromagnéticas y la
receptora realiza un proceso similar pero
al revés.
Las antenas direccionales son aquellas
que han sido concebidas y construidas
para favorecer que la mayor parte de la
energía sea radiada en una dirección en
concreto. Puede darse el caso en que se
desee emitir en varias direcciones, pero
siempre estaremos hablando de un
número de direcciones determinado. Esto
se puede explicar con un ejemplo,
hablando de las antenas que llevan los
satélites. Estas acentúan mucho la
dirección hacia la tierra y anulan la de
sentido contrario, puesto que lo que se
quiere es comunicarse con la tierra y no
mandar señales hacia el espacio.
¿COMO
ANTENAS?
FUNCIONAN
LAS
Si se tiene un circuito oscilante LC como
el de la fig. 1, el campo eléctrico esta
concentrado en el pequeño espacio de
separación entre las placas del
condensador, mientras que el campo
magnético abarca un pequeño espacio
alrededor de la bobina del circuito.
Figura 1: Circuito oscilante LC
En el caso dado, estando separados los
campos, la obtención de ondas
electromagnéticas
es
prácticamente
imposible. En rigor, el circuito oscilante
cerrado emite ondas de radio porque hay
en él una corriente de desplazamiento,
pero habitualmente dicha corriente no
pasa del condensador al espacio, y
entonces la radiación del circuito es
insignificante.
Las condiciones de la radiación se
cumplen en un circuito oscilante abierto,
al que puede pasarse a partir del circuito
cerrado separando las placas del
condensador y aumentando al mismo
tiempo su tamaño para conservar
invariable la frecuencia propia del
circuito como se indica en la fig2.
Figura 2: Ampliación de tamaño de
placas de un condensador
La antena obtenida como resultado de
esta conversación del circuito oscilante
cerrado al abierto, se distingue por su
simetría geométrica y por eso se llama
DIPOLO; poseen cierta inductancia
distribuida a lo largo de los conductores,
y cierta capacidad entre conductores.
Sin duda, la mayor aplicación de las
antenas es en los sistemas de
comunicación. Aquí lo que se busca es
emitir desde una antena una onda
electromagnética a través del espacio y
utilizando una antena receptora, captar
dicha onda.
En términos más técnicos, una antena
receptora se encarga de alimentar un
aparato receptor con la energía
procedente de una señal.
Figura 3: Antena transmisora de señales
Figura 4: antena receptora de señales.
Figura 5: esquema de modulación
Las antenas de transmisión deben poder
manejar potencias grandes, por lo que
deben ser construidas con materiales que
soporten altos voltajes y grandes
potencias; por otra parte las antenas de
recepción producen voltajes y corrientes
muy pequeños, por lo cual pueden ser
fabricadas con un alambre de diámetro
pequeño y es lo que permite que se
encuentren en aparatos como celulares,
radios, etc.
Es necesario modular las señales por
diferentes razones:
1) Si todos los usuarios transmiten a la
frecuencia de la señal original o
moduladora, no será posible reconocer la
información inteligente contenida en
dicha señal, debido a la interferencia entre
las señales transmitidas por diferentes
usuarios.
2) A altas frecuencias se tiene mayor
eficiencia en la transmisión, de acuerdo al
medio que se emplee.
MODULACION DE ONDAS:
Se denomina modulación al proceso de
colocar la información contenida en una
señal, generalmente de baja frecuencia,
sobre una señal de alta frecuencia.
Debido a este proceso la señal de alta
frecuencia denominada portadora, sufrirá
la modificación de alguna de sus
parámetros, siendo dicha modificación
proporcional a la amplitud de la señal de
baja frecuencia denominada moduladora.
A la señal resultante de este proceso se la
denomina señal modulada y la misma es
la señal que se transmite.
3) Se aprovecha mejor el espectro
electromagnético, ya que permite la
multiplexación por frecuencias.1
4) En caso de transmisión inalámbrica, las
antenas tienen medidas más razonables.
En resumen, la modulación permite
aprovechar
mejor
el
canal
de
comunicación ya que posibilita transmitir
más información en forma simultánea por
un mismo canal y/o proteger la
información de posibles interferencias y
ruidos.
1
La multiplexación es el procedimiento por el
cual diferentes informaciones pueden compartir
un mismo canal de comunicaciones.
Para los sistemas radiales, por ejemplo se
presentan dos tipos de modulación:
modulación en la amplitud (A.M.) que
consiste en modificar la amplitud de la
portadora en función de la señal a
transmitir, y modulación en la frecuencia
(F.M.), que varia la frecuencia de la
portadora en función de la señal
transmitida.
Figura 6: Onda modulada en amplitud
(AM)
Figura 7: onda modulada en frecuencia
(FM)
Estos son tan solo algunos conceptos
introductorios acerca de las antenas y su
funcionamiento; pero es fácil apreciar el
amplio número de aplicaciones que este
sistema posee en diferentes campos como
las
comunicaciones,
meteorología,
sistemas de posicionamiento global,
conexiones inalámbricas, astronomía,
entre otras tantas con las que diariamente
estamos interactuando con estos sistemas.
los principios del electromagnetismo,
pues relaciona campos magnéticos y
eléctricos
generando
ondas
electromagnéticas
que
transmiten
información llamadas señales. Así mismo
otros conceptos como frecuencia,
amplitud de onda, propagación en el
medio, entre otros, son factores que
determinan
el
funcionamiento
y
rendimiento del sistema. De igual manera,
a través de la variación de estos, es
posible determinar las aplicaciones de
este sistema para las diferentes
necesidades y objetivos.
El desarrollo de estos dispositivos, ha
permitido el avance tecnológico en
campos como la meteorología, el estudio
del universo, la reconstrucción de
superficies y la elaboración de mapas.
Pero el principal avance sin duda, ha sido
en los sistemas de comunicaciones; es así
como hoy existen alternativas como las
conexiones a internet locales e
inalámbricas, la telefonía móvil, la
televisión digital y muchas alternativas
mas que han facilitado la interaccion del
ser humano con la información, de forma
instantánea.
BIBLIOGRAFIA:
Tomasi, Wayne. SISTEMAS DE
COMUNICACIONES
ELECTRÓNICAS. Cuarta edición. Ed.
Pentrice Hall. 2003.
CONCLUSIONES:
Bastian, Peter. ELECTROTECNIA. Ed.
Ediciones Akal. 2001.
Finalizando esta revisión de conceptos
correspondientes a las antenas, podemos
concluir que este sistema esta basado en
Cheng, David K. FUNDAMENTOS DE
ELECTROMAGNETISMO
PARA
INGENIERÍA. Ed. Adisson
iberoamericana S.A. 1998
Wesley
http://www.cordobawireless.net/portal/
descargas. Conceptos básicos sobre
antenas.
http://
www.textoscientificos.com.
Modulación de ondas
http://www.pardell.es.
generales.
Conceptos