Redes

2 ANTENAS 40
2.1 PARÁMETROS DE ANTENA 40
2.1.1 Impedancia 41
2.1.2 Intensidad de radiación 42
2.1.3 Directividad y Ganancia 42
2.1.4 Área efectiva 43
2.1.5 Polarización 44
2.1.6 Ancho de Banda 45
2.1.7 Patrón de Radiación 45
2.2 TIPOS DE ANTENAS 46
2.2.1 Antena de Media Onda (Di-Polo) 48
2.2.2 Antena Yagi 49
2.2.3 Antena λ/4 50

2.ANTENAS

Una antena es un dispositivo, dentro de un sistema de comunicación, formado por un conjunto de conductores, encargado de recibir y radiar las ondas electromagnéticas al espacio libre.

Existen antenas de diversas formas y tamaños pero todas tienen en común que son la transición del medio alámbrico al inalámbrico, a la vez que distribuyen la energía radiada en distintas direccionesdel espacio con un cierto carácter direccional, que depende de la aplicación en la que se utilicen.

1. PARÁMETROS DE ANTENA

Dependiendo el tipo de aplicación y especialmente de la banda de frecuencia en la cual operan, las antenas deben contar con ciertas características que condicionan su funcionamiento, éstas características constituyen los principales parámetros de antena, que son:• Impedancia
• Intensidad de radiación
• Directividad y ganancia
• Área efectiva
• Polarización
• Ancho de banda
• Patrón de Radiación

Para entender la ubicación y la dirección de radiación de una antena, se utiliza el sistema esférico de coordenadas, de tal forma que la dirección de la radiación siempre está en función de θ y Φ.

1. Impedancia

Laimpedancia de entrada (Ze) de la antena, depende de la frecuencia y tiene parte real Re(ω) y parte imaginaria Xe (ω). La resistencia de entrada Re(ω) es la suma de la resistencia de radiación y la resistencia de pérdidas.
La resistencia de radiación (Rr) corresponde a las pérdidas de potencia en el espacio debido a la radiación. También se producen perdidas debido al conductor del que está hecha laantena, las cuales se asignan a una resistencia de pérdidas (RΩ).

Es claro que no toda la potencia entregada por el transmisor es radiada por la antena, por lo que se puede definir la eficiencia de antena (k) como:

[pic] (2.1)

La impedancia de entrada debe tenerse en cuenta para la correcta adaptación con el equipo transmisor o receptor. El equipo es visto por la antena como unaimpedancia de carga ZL= RL+jxL, y la antena es vista por el equipo como una fuente ideal de tensión Vca e impedancia Ze= Re+jXe. La máxima transferencia de potencia se obtiene cuando (ZL= Ze*), así, la potencia que entrega la antena al equipo es:
[pic]
[pic] (2.2)
Si no hay adaptación, se tiene:
[pic] (2.3)
Donde Ca es el coeficiente de desadaptación, dado por:
[pic] (2.4)

2.Intensidad de radiación

El campo eléctrico y el campo magnético están relacionados por la impedancia característica del medio (η), que es aproximadamente 377Ω en el vacío. De éste modo, la densidad de potencia radiada se puede calcular como:
[pic] (2.5)
En [2] se define la intensidad de radiación como la potencia radiada por unidad de ángulo sólido en una determinada dirección. Serelaciona con la densidad de potencia por:
[pic] (2.6)

3. Directividad y Ganancia

La ganancia y la directividad de una antena son parámetros que van mutuamente relacionados. La ganancia directiva (Gd), es la capacidad, de una antena, de concentrar su energía radiada en una dirección específica. Función de θ y Φ. Y la directividad (D) es igual a la ganancia directiva en la dirección de máximaradiación (Gdmax).
[pic] (2.7)
Donde [pic]es la densidad de potencia de una antena isotrópica, y [pic]es la máxima densidad de potencia radiada.

Estos valores están dados en función de la potencia media radiada; pero puede ser que estén en función de la potencia de entrada a la antena, en cuyo caso se tiene la ganancia en potencia (Gp). De este modo, si la potencia radiada es igual a...