Antenas

ANTENAS

Introducción. Parámetros de Antenas

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Introducción
Las Antenas son las partes de los sistemas de telecomunicación
específicamente diseñadas para radiar o recibir ondas
electromagnéticas.
También se pueden definir como los dispositivos que adaptan las
ondas guiadas, que se transmiten por conductores o guías, a las
ondas que se propagan en el espacio libre.
Los sistemas deComunicaciones utilizan antenas para realizar
enlaces punto a punto, difundir señales de televisión o radio, o bien
transmitir o recibir señales en equipos portátiles.

© Miguel Ferrando, Alejandro Valero. Dep. Comunicaciones. Universidad Politécnica de Valencia

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Introducción. Parámetros de Antenas

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Breve reseña histórica
Los primeros sistemas de comunicación eléctricosfueron la
telegrafía, introducida en 1844, seguida por la telefonía, en el año
1878. En estos sistemas, las señales se enviaban a través de líneas de
transmisión de dos hilos conductores, que conectaban el emisor con
el receptor.
Las teoría de las antenas surge a partir de los desarrollos
matemáticos de James C. Maxwell, en 1854, corroborados por los
experimentos de Heinrich R. Hertz, en1887, y los primeros sistemas
de radiocomunicaciones de Guglielmo Marconi en 1897.
La primera comunicación transoceánica tuvo lugar en 1901, desde
Cornualles a Terranova. En 1907 ya existían servicios comerciales de
comunicaciones.
Desde la invención de Marconi, hasta los años 40, la tecnología de las
antenas se centró en elementos radiantes de hilo, a frecuencias hasta
UHF. Inicialmente seutilizaban frecuencias de transmisión entre 50 y
100 kHz, por lo que las antenas eran pequeñas comparadas con la
longitud de onda. Tras el descubrimiento del tríodo por De Forest, se
puedo empezar a trabajar a frecuencias entre 100 kHz y algunos
MHz, con tamaños de antenas comparables a la longitud de onda.
A partir de la Segunda Guerra Mundial se desarrollaron nuevos
elementos radiantes (comoguiaondas, bocinas, reflectores, etc). Una
contribución muy importante fue el desarrollo de los generadores de
microondas (como el magnetrón y el klystron) a frecuencias
superiores a 1 GHz.
En las décadas de 1960 a 1980 los avances en arquitectura y
tecnología de computadores tuvieron un gran impacto en el
desarrollo de la moderna teoría de antenas. Los métodos numéricos
se desarrollaron apartir de 1960 y permitieron el análisis de
estructuras inabordables por métodos analíticos. Se desarrollaron
métodos asintóticos de baja frecuencia (método de los momentos,
diferencias finitas) y de alta frecuencia (teoría geométrica de la
difracción GTD, teoría física de la difracción PTD).
En el pasado las antenas eran una parte secundaria en el diseño de
un sistema, en la actualidadjuegan un papel crítico. Asimismo en la
primera mitad del siglo XX se utilizaban métodos de prueba y error,
mientras que en la actualidad se consigue pasar del diseño teórico al
prototipo final sin necesidad de pruebas intermedias.

© Miguel Ferrando, Alejandro Valero. Dep. Comunicaciones. Universidad Politécnica de Valencia

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El espectroelectromagnético
Las ondas electromagnéticas se caracterizan por su frecuencia y
longitud de onda. El conjunto de todas las frecuencias se denomina
espectro.

1 KHz

ELF

1 MHz

VLF

LF

MF

1 GHz

HF

VHF

UHF

1 THz

SHF

EHF

IR

IR

LSCXK
1000 km

1 km

1m

1 mm

1 öm

Radio
Radio

Microondas

Las ondas se clasifican por bandas. Lasdenominaciones de las
bandas de frecuencia se pueden realizar por décadas, como por
ejemplo MF, HF, VHF, UHF.

frec. mínima frec. máxima λ máxima λ mínima

Banda

Denominación

ELF

Extremely Low Frequency

-

3 kHz

-

100 km

VLF

Very Low Frequency

3 kHZ

30kHz

100 km

10 km

LF

Low Frequency

30 kHz

300 kHz

10 km

1 km

MF

Medium Frequency

300...