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Antenas
Contenido.
• Introducción.
• Parámetros
Introducción.
• Una antena es un dispositivo capaz de radiar y recibir
ondas de radio, que adapta la entrada/salida del
receptor/transmisor al medio.
Introducción
• Radiador isotrópico.
– Es aquel que radia con la misma intensidad
en todas direcciones.
• Intensidad de radiación.
– Es la potencia radiada por unidad de ángulo sólido.
– Para el radiador isotrópico:
• Densidad de potencia.
– Es la potencia radiada por unidad de área.
Parámetros de una antena.
• Ganancia directiva.
– Capacidad de una antena para concentrar la energía
electromagnética en una región del espacio.
– La distribución angular de la energía radiada se conoce como
patrón de radiación.
• Directividad. Es la ganancia directiva máxima.
Parámetros de una antena.
• Reexpresando la intensidad de radiación y la densidad de potencia
en términos de la ganancia directiva:
• Observe que en esta última expresión, el numerador lo podemos
ver como la potencia de una antena isotrópica en una dirección
específica.
– Para la directividad máxima:
– PEIRP=Potencia radiada efectiva isotrópica
Parámetros de una antena
• Ganancia de potencia (Ganancia)
– Se define en términos de la potencia alimentada a la antena.
– La diferencia con la potencia radiada es por las pérdidas de la
antena.
• Eficiencia de una antena:
Parámetros de una antena
• Relación de Ganancia con Ganancia directiva.
• La ganancia máxima es:
• Por lo que la potencia efectiva radiada es:
• Si se define una ganancia normalizada:
• Entonces:
Parámetros de una antena.
• Patrón de radiación:
– Diagrama de la ganancia normalizada tridimensional o por
cortes transversales.
– Para un radiador isotrópico.
Área Efectiva
• Cuando una antena opera en modo recepción, extrae
cierta cantidad de potencia de la onda electromagnética
incidente.
• Si la densidad de potencia electromagnética es:
• Entonces la potencia recibida es:
• En donde A es el área efectiva, la cual depende de la
orientación de la antena y de su estructura física. Sin
embargo no es igual al área física de la antena.
Área Efectiva
• En términos de la orientación de máxima ganancia se
tiene:
• Ejemplo: una antena de disco de diámetro d:
• Antenas lineales:
Circuito equivalente.
• Los campos cercanos son de carácter reactivo.
• Los campos lejanos son de carácter resistivo, al igual
que las pérdidas de la antena.
• Por lo tanto podemos expresar:
• En donde Za es la impedancia de la antena, Zg del
generador en el transmisor y Zl de la carga en el
receptor.
Parámetros de una antena.
• Ángulo sólido del haz.
• La directividad también se puede expresar como:
• Por lo que el ancho o ángulo del haz es:
Antenas lineales.
Dipolos.
• Dipolo corto (Hertz)
• Dipolo de ½ onda (antena de Marconi)
Dipolo Elemental (Antena de Hertz)
• Se considera un dipolo de longitud pequeña L << l
Potencial
Vectorial
Cte de fase ó
Núm. De onda
Sus campos lejanos son:
Dipolo Elemental (Antena de Hertz)
• Flujo de potencia (Vector de Poynting):
• Potencia radiada:
Por lo que el vector de Poynting
Se puede expresar como:
Dipolo Elemental (Antena de Hertz)
• Resistencia de radiación.
Se iguala la potencia radiada con la
potencia en una resistencia eléctrica
Se suele expresar en dimensiones de la antena en relación a la longitud
de onda
Dipolo Elemental (Antena de Hertz)
• Ganancia directiva:
Dipolo ½ onda
• Campos electromagnéticos.
• Vector de Poynting
Dipolo ½ onda
• Potencia total radiada:
• Resistencia de radiación
Dipolo ½ onda
Dipolo ½ onda. Diagrama de
radiación.
Otros dipolos
Impedancia
Antena de Lazo
Intensidad de radiación:
Similar al dipolo.
Antena monopolo
Otras antenas
Enlace de antenas.
La densidad de potencia a una distancia
r está dada por:
La potencia extraída por la receptora es:
La cual se puede escribir como:
(Válido para un enlace espacial)
Arreglos de antenas.
• Los arreglos de antenas se utilizan para dirigir la energía
radiada hacia un determinado sector.
Arreglo de antenas.
Arreglo de antenas.
Arreglos de antenas (uniformes).
Arreglos de antenas (uniformes,
broadside).
Arreglos de antenas (uniformes,
endfire).
Arreglos de antenas.
Arreglos de antenas.
Dipolo doble
Yagi-Uda
Yagi-Uda
Yagi-Uda
Antenas de Bocina
Antenas Parabólicas
Antenas Parabólicas
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