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RADIACIÓN Y PROPAGACIÓN. PLAN 2010
EJERCICIOS TEMAS 1 y 2
Completen las respuestas en el espacio dejado para cada respuesta
NOMBRE:
DNI/NIE: XXXXXXLMN (L, M y N las tres últimas cifras)

Ejemplo: DNI: 18578348W
2.N GHz = 2.8 GHz
0.5M dB/metro = 0.54 dB/metro
6+L/10 GHz = 6.3 GHz

Objetivos de aprendizaje:
1. Variación de densidad de potencia y campo con la distancia.2. Concepto de campo lejano.
3. Campo de dos elementos.
4. ROE, potencia disponible, entregada y reflexión.
5. Concepto de directividad, ganancia y eficiencia de radiación.
6. Manejo del diagrama de radiación.
7. Polarización de antena
8. Fórmula de Friis
9. Área equivalente de recepción.
10. Ruido de antena.

Ejercicios:
1. Como usted sabe, el campo radiado por una antena decrece como1/r, mientras que el campo en una línea de transmisión se atenúa de manera lineal en dB. Este ejercicio trata de comparar ambos métodos de transmisión en función de la distancia.
Considere un radioenlace formado por dos antenas iguales de 10 dBi de ganancia enfrentadas y perfectamente acopladas en polarización e impedancia a transmisor y receptor, funcionando a 2.N GHz.
En el segundo caso tenemosel transmisor y el receptor directamente unidos mediante un cable coaxial cuyas pérdidas son 0.5M dB/metro.

a. Calcule y ponga en una tabla las pérdidas para ambos casos (en dB) para distancias de 10 metros a 100 metros de 10 en 10 metros.
Distancia
At. Radio (dB)
At. Cable (dB)
Distancia
At. Radio (dB)
At. Cable (dB)
10 m
58.5
5.2
60 m
74.0
31.2
20 m
64.5
10.4
70 m
75.436.4
30 m
68.0
15.6
80 m
76.5
41.6
40 m
70.5
20.8
90 m
77.5
46.8
50 m
72.4
26.0
100 m
78.5
52.0

b. Represente (con algún programa de cálculo) los puntos anteriores en una gráfica con el eje de ordenadas en dB y el eje de abscisas en metros.



c. Observe en la gráfica la distancia para la que ambas atenuaciones son iguales.
Distancia = 158,66 m
d. Compare, para un puntoque está a 2 y a 8 veces la distancia del punto anterior, la atenuación en ambos casos. ¿En cuánto aumenta la atenuación en cada caso?

Enlace Radio
Enlace Cable
Aumento atenuación para distancia x2
10.3
186.5
Aumento atenuación para distancia x8
18.1
571.6256

¿Por qué mucho más de la distancia del punto de igualdad sólo tiene sentido utilizar un radioenlace?
Porque a partir de esepunto los aumentos de atenuación para el radioenlace serán mucho menores, ya que tenderá a una atenuación constante y en campo lejano la atenuación no aumentará, en comparación con los aumentos de atenuación para el enlace cable, los cuales serán lineales con la distancia.


2. Se tiene un elemento de corriente (dipolo de Hertz) de longitud /10 excitado en el centro por una corriente Io=2LAmperios. Calcule la densidad de potencia en dB(1mW/m2) radiada a una distancia de 1 km en:
a. la dirección del máximo de radiación.
b. para una dirección que forma un ángulo de 30º con la dirección del máximo.

-Datos:




a.-
En este caso, tenemos la siguiente situación:



Para dirección de máxima radiación =>

Partiendo de la expresión de la densidad de potencia:(Expresión 2.1)

Calculamos primero el campo eléctrico, como:

(Expresión 2.2)

Sustituyendo la expresión 2.2 en la expresión 2.1, y desarrollando:






Pasándolo a las unidades que nos piden en el enunciado, expresado en módulo:





b.-

En este caso tenemos la siguiente situación:



Como la dirección forma unángulo de 30º con la dirección del máximo:



Operando de la misma manera que en el apartado anterior:



Pasándolo a las unidades que nos piden en el enunciado:



=>

3. Se pretende analizar que en antenas eléctricamente grandes el diagrama de radiación tiene máximos y mínimos que vienen determinados por la suma en fase o en oposición de fase de los campos generados por los...