Antenas

2.1. Patrones de radiación: son la representación gráfica 3D o 2D de las características de radiación de una antena. Dicho diagrama suele representar la densidad de potencia radiada, o bien la amplitud y/o fase del campo eléctrico radiado por la antena, a una distancia dada fija (habitualmente se representa la amplitud del campo eléctrico). La representación del diagrama 3D se da en coordenadasesféricas con centro en la antena; manteniendo la distancia de medida constante [1]. En algunos casos, no es necesario obtener el patrón de radiación 3D; es suficiente representar algunos cortes del diagrama completo. Normalmente, en estos casos se representa el comportamiento del diagrama en dos planos principales: los llamados plano E y plano H. El plano E se define como aquel plano en el queoscila el campo eléctrico; mientras el plano H es el plano normal al plano E.

Fig. 1. Antena de apertura (bocina piramidal)

Los cortes 2D del patrón de radiación pueden representarse tanto en coordenadas polares como en cartesianas; en el primer caso, el ángulo en el diagrama representa la dirección del espacio, mientras el radio indica la amplitud del campo eléctrico o la densidad de potenciaradiada. En cartesianas, se representa el ángulo en el eje de abscisas y la amplitud en el eje de las ordenadas (figura Nº 2).

Fig. 2. Cortes del patrón de radiación en 2D. a) Coordenadas cartesianas b) coordenadas polares.

La amplitud del campo eléctrico, o la densidad de potencia radiada, pueden mostrarse de forma absoluta o relativa (valores normalizados). En el segundo caso, el máximotoma un valor igual a la unidad, se pueden representar dichos valores relativos en escalas lineales o logarítmicas (dB).
En un diagrama de radiación típico, se aprecia una zona en la que la radiación es mayor, a la cual se denomina haz o lóbulo principal. A las zonas situadas alrededor de otros máximos del diagrama, pero de menor amplitud que el máximo absoluto, se les llama lóbulos secundarios.2.2. Parámetros de las antenas que se deducen de su diagrama de radiación [1].:
Ancho de haz a -3dB(Half Power Beamwidth, HPBW): separación angular entre las direcciones en las cuales el diagrama de radiación toma valores iguales a la mitad del máximo de potencia.
Ancho de Haz entre nulos (First Null Beamwidth, FNBW): Separación angular entre las direcciones del espacio en las que el lóbuloprincipal toma valor mínimo.
3. Montaje experimental
El transmisor. Es un Klistrón [2], el cual consiste en un tubo de vació capaz de generar una señal de microondas utilizando el principio de modulación de la velocidad. Se escogió este generador por ser una fuente de baja potencia (10-30 mW) en el intervalo comprendido entre 7 y 12 GHz.
La antena. La antena utilizada es de apertura [1], es unabocina piramidal. Opera en el rango comprendido entre 6.5 GHz y 12.0 GHz; y presenta una ganancia de 16 dB a la frecuencia de 8 GHz según especificaciones del fabricante. Las dimensiones de la apertura son de 10 cm x 10cm.
El Receptor. Es un diodo Schottky [2] que consiste de una unión rectificante metal semi-conductor. Este diodo detector suministra a su salida una corriente continua que esproporcional a la potencia de la señal que lo excita. La señal recibida se digitaliza, se convierten en niveles de voltaje TTL y se envían al puerto serial del PC.
El Posicionador. Es un motor paso a paso de 1.8º conectado a una interfaz que permite su control a través del puerto paralelo del PC.
El visualizador del Patrón de Radiación. Los valores de voltaje recibidos para cada ángulo de rotación delemisor son almacenados en un archivo para luego ser graficados en un PC. Se obtiene a petición del usuario una representación en coordenadas cartesianas y en polares de cortes 2D (plano E y H) del patrón de radiación. También se obtiene una representación 3D en coordenadas esféricas, la cual se logra haciendo rotar los planos E y H graficados en coordenadas polares.

Fig. 3. Sistema para la...