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LABORATORIO DE SISTEMAS DE COMUNICACIONES

EXPERIENCIA 1: DISEÑO Y MEDICIÓN DE ANTENAS DIPOLO EN 2.4 GHZ

1. INTRODUCCIÓN

Una de las tendencias preponderantes en el mundo de las telecomunicaciones hoy en día, es proveer de acceso inalámbrico a los servicios que ofrece el mercado. Las comunicaciones inalámbricas, fijas y móviles, no sólo apuntan a aplicaciones como la telefonía sino quetambién a la transmisión y recepción de datos, multimedia y redes de computadores en general. La transmisión vía radio se caracteriza por utilizar un medio de transmisión cuyo espectro radioeléctrico es un recurso escaso, que se comparte y reutiliza, y por lo tanto entre las numerosas y múltiples aplicaciones inevitablemente se produce algún grado de interferencia. Por este motivo, y también porrazones como lo autonomía en el caso de los equipos móviles, subsistemas de telecomunicaciones como las antenas deben ser diseñados para hacer un uso eficiente de la potencia disponible, ya que estos elementos constituyen la interfaz entre el medio y los equipos de transmisión.

Una antena se puede definir como un transductor (o elemento adaptador) entre una onda eléctrica (o electromagnética) quese propaga desde una línea de transmisión (o guía de andas) hacia el espacio en forma de onda electromagnética, y viceversa. El diseño o selección de las antenas debe considerar una serie de parámetros y características apropiados según la aplicación, que en conjunto definen el tipo, configuración y dimensiones de una antena, algunas de las características más relevantes a considerar son:frecuencia de resonancia, impedancia de entrada, ancho de banda, polarización y diagrama de radiación (distribución direccional de potencia radiada) del capo electromagnético transmitido, ganancia, ancho de haz de -3dB y nulos del diagrama de radiación, etc., sin dejar de lado las dimensiones físicas, que por motivos obvios siempre es deseable que sean mínimas. Algunos ejemplos en que algunascaracterísticas son más importantes de cumplir que otras son: antenas para transmisión de canales de televisión, cuyos significativos anchos de banda de resonancia se logran utilizando gruesos tubos conductores; antenas para radar y comunicaciones satelitales, donde la alta selectividad espacial y ganancia se logra con diagramas de radiación muy directivos (anchos de haz muy estrechos); antenasomnidireccioneles, cuyo diagrama de radiación debe distribuir la potencia hacia todas las direcciones en un plano para dar cobertura simultanea a múltiples usuarios, como por ejemplo es el caso de la radiodifusión; antenas con polarización circular, apropiadas cuando uno o ambos extremos del enlace son móviles, sin requerirse alineación de polarización entre las antenas, etc. Una antena puede estar constituida asu vez por un conjunto de antenas, típicamente todas iguales, cuyas señales pueden ser ponderadas y combinadas para conseguir diagramas de radiación capaces de anular interferencias y reforzar las señales de interés, esto da lugar a las antenas tipo array adaptivo o inteligentes, que en base al procesamiento de la señal recibida y mediante algún algoritmo de seguimiento, pueden maximizar en formadinámica la relación señal a ruido recibida, forzando nulos en el diagrama de radiación en las direcciones de las interferencias y máximos en las direcciones de las señales a recibir.

2. OBJETIVOS

• Conocer los fundamentos básicos, características, parámetros y aplicaciones de las antenas que forman parte de los sistemas de telecomunicaciones.
• Aprender técnicas de medición de losparámetros básico de una antenas, con aplicación en dipolo y horn piramidal. Conocer y usar instrumentos para mediciones en RF.
• Diseñar, construir y evaluar antenas dipolo en la banda de 2.4GHz. Conocer la influencia de los factores físicos en los parámetros del dipolo.
• Contrastar resultados de mediciones con cálculos teóricos.

3. DESCRIPCIÓN DE LOS PARÁMETROS TEÓRICOS RELEVANTES DE UN DIPOLO...