Antenas De Apertura

OBJETIVO.
Al terminar esta práctica, el estudiante estará familiarizado con las características de las antenas bocinas piramidales así como con las técnicas empleadas para calcular y medir su ganancia.
Aprender a utilizar la ecuación de Friss y medir las perdidas por espacio libre en un radioenlace.
PROCEDIMIENTO.
Cálculos Preliminares.
Se calculo la atenuación en dB para una señal recibidade un enlace con un 1.6m de separación entre antenas y 0.8m de referencia
AdB=20log⁡RRr

AdB=20log⁡1.6m0.8m

AdB=6.02dB
Luego se tomaron las medidas de la bocina en la parte interior:

A=9.1cm
B=7.4cm
Ahora se calcula la longitud de onda para una frecuencia de 10 GHz
λ= Cf
λ= 3x10810x109

λ= 0.03m

λ= 3cm
Después de hallar la longitud de onda se halla los errores de fase s y detrayectoria t normalizados con IH y IE con los siguientes valores:

s= B28λlE=7.428*3*9.4=0.24

t= A28λlH=9.128*3*11=0.31
Ahora en la siguiente grafica vamos a ubicar s y t para obtener IH y IE en dB y luego se halla la ganancia teórica de la antena de bocina.

s =
t =
LE=1.1 dB
LH=0.8dB
El siguiente paso es hallar la ganancia de la antena de bocina:GdB=10.08+10logABλ2-LE(dB)-LH(dB)

GdB=10.08+10log9.4*7.532-1.1dB-0.8dB=16.92dB

Descripción de las perdidas por espacio libre.
Las pérdidas por el espacio libre se presentan a cuando la señal sale desde la antena transmisora hasta llegar a la antena receptora, entonces la mayor parte de la potencia de la señal se irá perdiendo en el aire, es decir, esta potencia se disminuirá a medida que viaja desde el transmisorhasta el receptor. Aun si las ondas electromagnéticas viajaran en el vacío algo de su energía se perdería debido a que las ondas radian energía en otras direcciones diferentes a la dirección donde se encontrase el receptor.

Las pérdidas por trayectoria en el espacio libre es la medición de la pérdida de potencia en una determinada trayectoria, sin tener en cuenta otras posibles causas depérdidas como la lluvia, la niebla e incluso el mismo aire. Es evidente que una radio-comunicación realizada entre dos puntos cualquieras de la tierra siempre tendrá perdidas por espacio libre por las razones que se mencionaron anteriormente y además también se debe a la curvatura de la misma tierra.
Para el cálculo de la Pérdida de Espacio Libre se usa la fórmula:
LdB=32.44+20log10DKm+20log10FMHzQue es derivada de la fórmula de transmisión de Friis, considerando la Frecuencia en MHz y la distancia en Km.
* 32.44, es una constante en la cual se incluye las unidades de la distancia y de la frecuencia.
* D, es la distancia de separación entre la antena transmisora y la receptora.
* F, es la frecuencia con la cual la señal es radiada.

Para demostrar que las pérdidas aumentan6dB si se duplica la distancia se utilizara la formula anterior y por medio de propiedades de logaritmos se comprueba dicho argumento a continuación se muestra el procedimiento:
LdB=32.44+20log10DKm+20log10FMHz
Se duplica la distancia
LdB=32.44+20log102*DKm+20log10FMHz
Por propiedad de los logaritmos
LdB=32.44+20log10DKm+20log102+20log10FMHz
Se simplifica la expresiónLdB=32.44+6.02+20log10RKm+20log10FMHz
LdB=38.46+20log10RKm+20log10FMHz
Se puede observar que la constante que era de 32.44 ahora pasa a 38.46 aumentando 6.02dB que era lo que se esperaba.
Perdidas de propagación.
Ahora en este paso se preparan las antenas de bocina para desarrollar el procedimiento y obtener la ganancia experimentalmente, además de los patrones de radiación de los planos E y H, en primera instanciase hace el montaje para la separación entre antenas de 0.8m con la antena piramidal grande y polarizada verticalmente que se muestra en la imagen 1, también se hizo el montaje con polarización horizontal para obtener las graficas en 3D y tener un análisis mas claro.

Imagen 1; antena piramidal polarizada verticalmente.
Ahora se continúo con el procedimiento hallando los patrones de...