ANTENAS

Introducción Una antena es un dispositivo formado por un conjunto de conductores que, unido a un generador, permite la emisión de ondas de radio frecuencia por el espacio libre, o que, conectado a una impedancia (Resistencia), sirve para captar las ondas emitidas por una fuente lejana. Las antenas deben de dotar a la onda radiada con un aspecto de dirección. Es decir, deben acentuar un solo aspecto de dirección y anular o mermar los demás. Esto es necesario ya que solo nos interesa radiar hacia una dirección determinada.

Reciprocidad Reciprocidad: La antena básica es un dispositivo reciproco pasivo por que las características de desempeño de transmisión y de recepción son idénticas. (Ganancia, Directividad, Frecuencia de Operación, Ancho de Banda, eficiencia, etc.) Puede definirse la reciprocidad como la capacidad de una antena para transferir energía desde el espacio libre hacia el receptor con la misma eficiencia con la cual transfiere energía desde el transmisor hacia el espacio libre.

Dipolos y espiras

Yagi

Agrupaciones

Bocinas piramidales

Antenas impresas

Reflectores

Antenas para comunicaciones Terrestres Fijas Microondas (con Recubrimiento) Helicoidal Yagi Parabólica

Antenas para comunicaciones celulares, PCS, WLL Sectorizada Omnidireccional Yagi

antenas para sistemas de comunicaciones. Estaciones base y móviles

antenas de recepción de televisión y comunicaciones  en la banda de VHF y UHF

Antenas para comunicaciones satelitales Off-set Focalizada

Agrupación logo periódica de dipolos

Láser

Reflectore pasivos

Antenas varias

Parámetros de las antenas Diagrama de Radiación Densidad de Potencia Radiada Directividad Ganancia Polarización Impedancia Adaptación Área y longitud efectivas

Diagrama de Radiación Patrón de Radiación representación gráfica o polar de las intensidades de los campos o las densidades de potencia en varias posiciones angulares en relación con una antena.

Diagrama de Radiación

Diagrama de Radiación

Diagrama de Radiación

Diagrama de Radiación No Isotropic Antenna Isotropic Antenna Irradia la energía que recibe solo en una sección del espacio que la rodea. Isotropic Antenna Irradia la energía que recibe en todo el espacio que la rodea. YAGI Directional Antenna

Patrones de Radiación típicos para una antena yagi Diagrama de Radiación Patrones de Radiación típicos para una antena yagi

Antena para enlace inalámbrico en la frecuencia de 5.8 Ghz Diagrama de Radiación Antena para enlace inalámbrico en la frecuencia de 5.8 Ghz

Ejemplo antena Yagi y antena omnidireccional

Puntos de potencia media Ancho de Haz Ancho de haz de la antena: es la separación angular entre los dos puntos de media potencia (-3dB) en el lóbulo principal de radiación del plano de la antena, por lo general tomado en uno de los planos principales. Beamwidth Puntos de potencia media Lóbulos laterales

Ancho de Haz 130° 290 60 Ancho de Haz = 360-290+60 =130°

Directividad Se denomina directividad a la dirección horizontal en la que se produce el máximo de radiación de una antena. Algunas antenas radian igualmente hacia todas las direcciones horizontales, en cambio, otras tienen una o varias direcciones en las que la radiación se ve favorecida.

Ganancia Se define como ganancia de una antena la diferencia que existe entre el campo electromagnético producido por una determinada antena en su dirección más favorable respecto al de otra antena que se toma como patrón. Científicamente se toma como referencia la antena isotrópica, que es una antena ideal que radia uniformemente en todas direcciones. Evidentemente no existe tal antena pero, matemáticamente, es muy fácil calcular el campo electromagnético que produciría una antena de ese tipo.

Ganancia En la práctica la antena que se usa como referencia suele ser el dipolo, que ya tiene una ganancia de 2,8 dB sobre la antena isotrópica. Esto se debe a que el dipolo es una antena muy simple y fácil de construir, por lo cual se pueden hacer comparaciones directas entre dos antenas sin tener que recurrir a la antena isotrópica que no existe y por tanto no es comparable directamente. Si la ganancia de una antena está referida a la antena isotrópica se representa como dBi. Si está referida al dipolo se representa como dBd

Ganancia y directividad

Polarización

Otras características de las antenas Razón de Front to Back Es la relación de la ganancia deseada de dirección respecto a la ganancia en la dirección opuesta de la parte posterior de la antena. Expresado en decibeles. Es muy importante para sistemas de backbone, la tasa F/B debe permitir el re-uso de frecuencias. Lóbulos laterales Las antenas de microondas están preparadas a sus direccionales, la radiación máxima está por lo tanto en la dirección de propagación. En la práctica, es imposible concentrar toda la energía en esta dirección algunas de ellas se extienden fuera por los lados laterales y posteriores. Debido a la fase compleja establecida en un patrón de antena resultan los lóbulos.