Diseño de redes

1. INTRODUCCIÓN.
* 1821 - Faraday demostró los principios que permiten transformar energía eléctrica en energía mecánica.
* 1825 - Ampere demostró a existencia de la interacción entre dos hilos conduciendo corriente eléctrica.
* 1831 - Faraday también demostró que la acción combinada de magnetismo y movimiento puede generar electricidad.
* James Clark Maxwell (1831-1879)consiguió unificar las teorías de electricidad y magnetismo.
* 1886 - Heirich R. Hertz comprobó experimentalmente la hipótesis de Maxwell. Primeras antenas fueron utilizadas.
* 1901 - Guglielmo Marconi estableció la primera comunicación transatlántica.
* Después los experimentos de Hertz y Marconi los trabajos desarrollados fueron básicamente antenas construidas con hilos metálicos (frecuencias hasta las proximidades de la banda de UHF ).
* Ejemplos: Dipolos y redes de dipolos, antena de Beverage, antena V, Rómbica, monopolos, dipolo cilíndrico e Yagi-Uda.
* En la Segunda Guerra surgieron nuevos y fascinantes tipos de antenas: Cornetas electromagnéticas y con reflectores.
* En las últimas décadas surgieron las antenas independintes de frecuencia y las ANTENAS DEMICROLÍNEA.

Aspecto de la antena transmisora utilizada por Marconi, en 1901, en la primera comunicación transatlántica (Ver Fig.1)

61 m
46 m

Fig 1. Antena de Marconi.
* Una antena es un sistema conductor metálico capaz de radiar y recibir ondas electromagnéticas.
* Una antena se utiliza como la interfaz entre un transmisor y el espacio libre o el espacio libre y elreceptor. Una guía de onda, así como una línea de transmisión, se utiliza solo para interconectar eficientemente una antena con el transceptor.
* Una antena acopla energía de la salida de un transmisor a la atmósfera de la tierra o de atmósfera de la tierra a un receptor.
* La misión de la antena es radiar la potencia que se le suministra con las características de direccionalidad adecuadas aala aplicación. Po ejemplo, en radiodifusión o comunicaciones móviles se querrá radiar sobre la zona de cobertura de forma omnidireccional, mientras que en las radiocomunicaciones fijas interesará que las antenas sean direccionales. En general cada aplicación impondrá unos requisitos sobre la zona del espacio en la que se desee concretar la energía; para poder extraer la información, ha de sercapaz de captar en algún punto del espacio la onda radiada. (Ver Fig. 2)

Fig. 2. Antenas direccionales.
Una guía de onda es un tubo metálico conductor por medio del cual se propaga energía electromagnética de alta frecuencia, por lo general entre una antena y un transmisor, un receptor o ambos; se utiliza solo para interconectar eficientemente una antena con el transceptor, la antena emplea elvoltaje y la corriente de una línea de transmisión o de los campo E (Eléctricos) y H(Magnético) que provienen de una guía de onda para “lanzar” un frente de onda electromagnética (EM) al vacio o un medio local. (Ver fig. 3)

Fig. 3. Guías de Onda.
La antena actúa como un transductor que permite igualar la línea de transmisión o la guía de onda al medio que rodea la antena. El proceso delanzamiento se conoce como radiación y la antena de lanzamiento es la antena transmisora. Si una antena intercepta un frente de ondas, ésta absorbe cierta cantidad de potencia de dicho frente de ondas y actúa como una antena receptora.

2. CIRCUITO EQUIVALENTE DE UNA ANTENA.
En las radiocomunicaciones, los transmisores están conectados a los receptores a través de líneas de transmisión, antenas y elespacio libre. Las ondas electromagnéticas se acoplan desde las antenas transmisoras a las receptoras, a través del espacio. Un sistema de acoplamiento con antena se puede representar con una red de cuatro terminales como se muestra en la figura 4.

Fig. 4. Red de 4 terminales.
La energía electromagnética se debe transferir de la antena transmisora a un espacio libre y después desde el...