ANTENAS ANTENA. (Del lat. antenna). 1. f. Apéndice sensorial par de la cabeza de los artrópodos. 2. f. Dispositivo de los aparatos emisores o receptores que, con formas muy diversas, sirve para emitir o recibir ondas electromagnéticas. 3. f. Mástil o torre metálica que remata la entena de los barcos, y que sirve de antena. 4. f. Capacidad de una persona de escuchar conversaciones ajenas o interés en hacerlo. U. m. en pl. 5. f. Mar. entena (‖ vara a la que se asegura la vela). Fuente: Diccionario de la Real Academia Española Prof. Nelson Montero Radiación y Propagación ANTENAS ANTENA Una antena es un sistema conductor metálico capaz de radiar y recibir ondas electromagnéticas. Se utiliza como interfaz entre un transmisor y el espacio libre y o el espacio libre y el receptor Prof. Nelson Montero Radiación y Propagación ANTENAS PARÁMETROS DE LA ANTENA Radiador Isotrópico Ancho de Banda Impedancia de entrada Eficiencia Ganancia Ancho del Haz Patrón de Radiación Relación Delante/Atrás Directividad Polarización Prof. Nelson Montero Radiación y Propagación ANTENAS EL RADIADOR ISOTRÓPICO El radiador isotrópico es una antena perfectamente omnidireccional, con cero decibeles (0 dB) de ganancia, que irradia la señal en forma de esfera perfectamente uniforme, con la misma intensidad en todas las direcciones. Provee un patrón teórico útil y sencillo con el que comparar las antenas reales. Las antenas no crean energía, es decir, la potencia total irradiada es la misma que una antena isotrópica. Prof. Nelson Montero Radiación y Propagación ANTENAS ANCHO DE BANDA: Es el rango de frecuencias en el cual los parámetros de la antena cumplen unas determinadas características, en el cual la antena puede operar de forma correcta dentro de límites aceptables La antena es útil en el rango de frecuencia (ancho de banda) donde tiene una buena adaptación de impedancia; es decir, mientras el coeficiente de reflexión ρ es menor a un valor entre 0,01y 0,03. Prof. Nelson Montero Radiación y Propagación ANTENAS IMPEDANCIA DE ENTRADA: Es la razón entre el voltaje y la corriente en los terminales de la antena. Aquí están representados las pérdidas propias del conductor y la resistencia a radiar de la antena al espacio libre. Además, la reactancia representa el campo reactivo de la antena producido por el campo cercano. Ei Z entrada Ii Z entrada Rin jX in Donde: Zentrada = impedancia de entrada de la antena (ohms) Ei = voltaje de entrada de la antena (Voltios) Ii = corriente de entrada de la antena (amperios) Rin = resistencia de la antena en los terminales (ohms) Xin = reactancia de la antena en los terminales (capacitiva o inductiva) Prof. Nelson Montero Radiación y Propagación ANTENAS EFICIENCIA DE LA ANTENA: Es la relación de la potencia radiada por una antena a la suma de la potencia radiada y la potencia disipada o la relación de la potencia radiada por la antena con la potencia total de entrada PRad x100 PEnt PRad x100 PEnt PDis Donde: η = eficiencia de la antena (%) PRad = potencia radiada por la antena (Vatios) PDis = potencia disipada por la antena (vatios) PEnt = potencia de entrada (vatios) Prof. Nelson Montero Radiación y Propagación ANTENAS GANANCIA DIRECTIVA: Es la relación de la densidad de potencia radiada en una dirección en particular con la densidad de potencia radiada al mismo punto por una antena de referencia, suponiendo que ambas antenas irradian la misma cantidad de potencia Donde: S Gd S ref Gd = Ganancia directiva (sin unidades) S = Densidad de potencia en un punto de una antena determinada (W/m2) Sref = Densidad de potencia en el mismo punto de una antena de referencia (W/m2) Prof. Nelson Montero Radiación y Propagación ANTENAS GANANCIA DE POTENCIA: Es igual a la ganancia directiva (Gd) multiplicada por la eficiencia de la antena (η) S Gp S ref S G p ( dB) 10 log S ref Donde: Gp = ganancia de potencia (sin unidades) Gp (dB)= ganancia de potencia (dB) S = densidad de potencia en un punto de una antena determinada (W/m2) Sref = densidad de potencia en el mismo punto de una antena de referencia (W/m2) η = eficiencia de la antena Prof. Nelson Montero Radiación y Propagación ANTENAS PATRÓN DE RADIACIÓN: Es la representación gráfica de las características de radiación de una antena. Es habitual representar el módulo del campo eléctrico o la densidad de potencia radiada, aunque también se pueden encontrar diagramas de polarización o de fase. Prof. Nelson Montero Radiación y Propagación ANTENAS PATRÓN DE RADIACIÓN: Es un diagrama polar o gráfica que representa las intensidades de campo o las densidades de potencia en varias posiciones angulares en relación con una antena S = 10 µW/m2 Patrón de radiación absoluto Prof. Nelson Montero Patrón de radiación relativo Radiación y Propagación ANTENAS PATRÓN DE RADIACIÓN ABSOLUTO: La línea gruesa sólida representa los puntos de igual densidad de potencia (10 µW/m2) Los gradientes circulares indican distancias en pasos de 2 Km. La densidad de potencia a 10 Km de la antena en una dirección de 90º es de 10 µW/m2 En una dirección de 45º, el punto de igual densidad de potencia es 5 Km de la antena a 180º está a sólo 4 Km En una dirección de -90º no hay radiación Prof. Nelson Montero Radiación y Propagación ANTENAS PATRÓN DE RADIACIÓN RELATIVO: La línea gruesa sólida representa los puntos de igual distancia desde la antena (10 Km) Los gradientes circulares indican la densidad de potencia en divisiones de 1 µW/m2 La radiación máxima (5 µW/m2) está en la dirección a la referencia de (0º) En una dirección de 180º irradia menor potencia (1 µW/m2) Prof. Nelson Montero Radiación y Propagación ANTENAS PATRÓN DE RADIACIÓN RELATIVO: Una antena omnidireccional irradia energía equitativamente en todas las direcciones Prof. Nelson Montero Radiación y Propagación ANTENAS RELACION DELANTE / ATRÁS Es la relación entre la potencia radiada en la dirección principal y la potencia radiada en la dirección opuesta. La radiación máxima (5 µW/m2) está en la dirección a la referencia de (0º) En una dirección de 180º irradia menor potencia (1 µW/m2) En este caso particular, La relación Delante/Atrás es de 5:1 Prof. Nelson Montero Radiación y Propagación ANTENAS ANCHO DEL HAZ: Se define como ancho del haz, al ángulo que se forma entre las rectas, ya sea en el plano vertical o en el horizontal, y los puntos donde la energía tiene un valor igual a la mitad de la energía principal (puntos de -3dB). Tomado: http://www.guw.cl/ Prof. Nelson Montero Radiación y Propagación ANTENAS DIRECTIVIDAD: La Directividad es la habilidad de una antena de transmitir enfocando la energía en una dirección particular, o de recibirla de una dirección particular Prof. Nelson Montero Radiación y Propagación ANTENAS POLARIZACIÓN: La polarización de una antena se refiere sólo a la orientación del campo eléctrico radiado desde ésta: Horizontal: Onda electromagnética polarizada horizontalmente Vertical: Onda electromagnética polarizada verticalmente Elíptica: El campo eléctrico radiado gira en un patrón elíptico Circular: El campo eléctrico radiado gira en un patrón circular Prof. Nelson Montero Radiación y Propagación ANTENAS ANTENA PARABÓLICA Consiste de un reflector parabólico iluminado con energía de microondas irradiada por un sistema de alimentación localizado en el punto focal Antena Cassegrain. Prof. Nelson Montero Antena Gregoriana Off-Set. Radiación y Propagación ANTENAS ANCHO DEL HAZ DE LA ANTENA PARABÓLICA: El ancho del haz aproximado de -3 dB para una antena parabólica en grados se da como: 70 D 70c fD Donde: θ = Ancho de haz entre puntos de media potencia (grados) λ = Longitud de onda (metros) c = Velocidad de la luz 3 x 108 m/s D = Diámetro de la boca de la antena (metros) f = Frecuencia (Herz) Prof. Nelson Montero Radiación y Propagación ANTENAS GANANCIA DE POTENCIA DE LA ANTENA PARABÓLICA: Para una antena parabólica transmisora, la ganancia de potencia es aproximadamente: D Gp 2 Donde: Gp = Ganancia de potencia con relación a una antena isotrópica λ = Longitud de onda (metros) η = eficiencia de la antena D = Diámetro de la boca de la antena (metros) Prof. Nelson Montero Radiación y Propagación
