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Definiciones y conceptos sobre antenas

Primavera 2007

Capítulo III. Definiciones y conceptos sobre antenas

3.1 Definición de antena

Definición de antena
Como primera definición tenemos que una antena es un dispositivo que convierte las ondas
dirigidas presentes en una guía de onda, microstrip o línea de transmisión, en ondas
radiadas, viajando por el espacio libre o viceversa. [4]3.2 Parámetros de diseño y caracterización de antenas

A continuación se enlistan los parámetros de diseño más importantes de una antena y se
define cada uno de ellos. [2]

Patrón de radiación
Potencia radiada
Intensidad de radiación
Anchos de haz
Resistencia de radiación
Directividad
Eficiencia
Ganancia

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Patrón deradiación

Es la representación tridimensional del valor promedio del vector de Poynting asociado a
una antena. Se divide en “lóbulos”, regiones cerradas donde la radiación es continua. Los
lóbulos están separados por puntos donde no hay radiación llamados “nulos” del patrón de
radiación. El lóbulo con la mayor parte de la radiación es el lóbulo principal y puede haber
más de uno con igualmagnitud. Si hay más lóbulos se llaman secundarios y dependiendo la
posición donde se presenten, se llaman laterales o posteriores. Para ciertas aplicaciones es
requerido reducir la magnitud de los lóbulos secundarios, esto se logra con un diseño
adecuado. [8]

Figura 3.1 Patrón de radiación para una antena genérica. [4]

Potencia radiada
Es la integral del vector de Poynting en unasuperficie cerrada que envuelve totalmente la
fuente de radiación (antena). [8]

P   S  da  Prad  jPx

Ec. 8

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La potencia radiada es una cantidad compleja, la parte real es la potencia radiativa
(Prad) y la parte real es la potencia reactiva (Px). La potencia radiativa se transfiere a un
medio y la reactiva no. Ésta últimano se puede aprovechar para transmitir energía. [8]

Figura 3.2. Campos de la antena en base a la potencia radiada. [8]

En el campo cercano la mayor parte de la potencia es reactiva y no hay transferencia
al medio, en el campo lejano la potencia es fundamentalmente radiativa y se puede
transmitir al medio. La región entre estos dos campos es la del campo intermedio, donde las
magnitudes delas dos componentes de potencia son similares. [8]

Intensidad de radiación
Es la potencia radiada, parte real de la potencia, por una antena en dirección dada por
unidad de ángulo sólido. Sus unidades son W/steradian, y está definida de la siguiente
manera:

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U = r2S

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Ec. 9

Donde:
U = Intensidad de radiación
r = Radio dela superficie de la que se calcula la intensidad de radiación
S = Densidad de potencia

Anchos de haz

Hay algunos parámetros que ayudan a comparar los patrones de radiación y están definidos
como sigue:

Ancho de haz entre los primeros nulos (FNBW): Es el tamaño angular del lóbulo principal,
como se muestra en la Figura 3.3.
Ancho de haz de media potencia (HPBW): medida angular en lacual se radía el 50% de la
potencia, de igual manera se muestra en la Figura 3.3.

Figura 3.3. Anchos de haz [6]

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Resistencia de radiación

El circuito equivalente de un transmisor y su antena asociada es mostrado en la Figura 3.4.
La parte resistiva de la impedancia de la antena es en dos partes, una resistencia deradiación RR y una resistencia perdida R1. La potencia disipada en la resistencia de
radiación. [2]
Para tener una máxima transferencia de potencia se debe de acoplar la impedancia de
entrada con la de la línea de transmisión. Es una componente ficticia como se muestra en el
circuito a continuación: [2]

Figura 3.4. Resistencia de radiación [2]

Directividad
La definición literal de la...