Polarizacion y tipos de Antenas
Páginas: 19 (4668 palabras)
Publicado: 24 de agosto de 2013
POLARIZACION Y TIPOS DE ANTENAS
OBJETIVOS
El objetivo de este trabajo es ubicar el papel del ingeniero dentro del mundo de las antenas y tener una visión global de los diferentes tipos de antenas y tipos de polarizacion.
Definicion ANTENA
Las ecuaciones de Maxwell relacionan los campos eléctricos y magnéticos con las cargas y corrientes que los crean. La solución a las ecuaciones dalugar a formas de onda:
- Guiadas (líneas de transmisión, guías de ondas)
- Libres en el espacio (antenas)
El IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) define una antena como “aquella parte de un sistema transmisor o receptor diseñada específicamente para radiar o recibir ondas electromagnéticas”. Dicho de otro modo, la antena es la transición entre un medio guiado y el espaciolibre.
Las ondas electromagneticas se caracterizan por su frecuencia (f), y logitud de onda (λ).
λ =
donde c es la velocidad de la propagacion de la luz en el medio (3.m/s e el espacio libre).
El conjunto de todas las frecuencias (espectro de frecuencias) se divide en bandas, cada una de las cuales presenta características peculiares que dan origen a tipologías de antenas muydiversas
La comunicación entre un transmisor y un receptor separados una distancia R puede realizarse mediante:
Una línea de transmisión con pérdidas proporcionales a . Donde alfa en la constante de atenuacion de la linea.
Se utilizan líneas de transmisión para bajas frecuencias y pequeñas distancias.
Se utilizan antenas para altas frecuencias y largas distancias.
Lasventajas que presentan las líneas de transmisión frente a las antenas son que no están sometidas a interferencias, como sí lo están los sistemas de radio, y que se logra un aumento del ancho de banda extendiendo otra línea. Los inconvenientes de las líneas de transmisión son el elevado coste y el tiempo de infraestructura para enlaces de larga distancia
Algunas de las aplicaciones en las que se utilizanlas antenas son:
Comunicaciones móviles: aviones, barcos, vehículos, naves espaciales.
Comunicaciones personales: teléfono celular.
Sistemas de radiodifusión: radio, televisión.
Comunicaciones radio punto a punto: policía, bomberos.
Aplicaciones de no comunicación:
O Sensor remoto: radar, radiometría
O ndustria: microondas
CLASIFICACIÓN DE LAS ANTENAS
La siguienteclasificación describe las antenas que analizaremos durante el curso. Es una clasificación muy básica ya que el campo de antenas, completamente relacionado con el electromagnetismo, es muy amplio. De todos modos, es suficiente para describir los principales métodos de diseño de antenas
A) Clasificación según la geometría
Por su forma, podemos clasificar las antenas en:
a) Antenasde cable; como, por ejemplo, los dipolos, monopolos, espiras, helicoides. Las antenas de televisión que habitualmente encontramos en los edificios están formadas por un conjunto de dipolos. Estas antenas serán las que estudiaremos primero.
b) Antenas de apertura como, por ejemplo, las bocinas, las ranuras y las antenas microstrip.
Antenas de apertura (bocinas). Gentileza de laempresa de Tecnología Fractus,
Barcelona (izquierda)
Antenas microstrip: consisten en un parche metálico sobre un substrato y un plano de masa por debajo. Las antenas microstrip son de perfil bajo, adaptables a cualquier superficie, simples y baratas de fabricar, mecánicamente robustas cuando se instalan sobre superficies rígidas
c) Reflectores(capítulo 5): antenas formadas por un reflector, generalmente con perfil parabólico, y la antena situada en el foco del reflector. Las grandes antenas de observación del espacio son un ejemplo de ellas.
Reflector parabólico para aplicaciones radioastronómicas
d) Lentes (capítulo 5): formadas, tal y como indica su nombre, por una lente que tiene como objetivo conformar la radiación...
OBJETIVOS
El objetivo de este trabajo es ubicar el papel del ingeniero dentro del mundo de las antenas y tener una visión global de los diferentes tipos de antenas y tipos de polarizacion.
Definicion ANTENA
Las ecuaciones de Maxwell relacionan los campos eléctricos y magnéticos con las cargas y corrientes que los crean. La solución a las ecuaciones dalugar a formas de onda:
- Guiadas (líneas de transmisión, guías de ondas)
- Libres en el espacio (antenas)
El IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) define una antena como “aquella parte de un sistema transmisor o receptor diseñada específicamente para radiar o recibir ondas electromagnéticas”. Dicho de otro modo, la antena es la transición entre un medio guiado y el espaciolibre.
Las ondas electromagneticas se caracterizan por su frecuencia (f), y logitud de onda (λ).
λ =
donde c es la velocidad de la propagacion de la luz en el medio (3.m/s e el espacio libre).
El conjunto de todas las frecuencias (espectro de frecuencias) se divide en bandas, cada una de las cuales presenta características peculiares que dan origen a tipologías de antenas muydiversas
La comunicación entre un transmisor y un receptor separados una distancia R puede realizarse mediante:
Una línea de transmisión con pérdidas proporcionales a . Donde alfa en la constante de atenuacion de la linea.
Se utilizan líneas de transmisión para bajas frecuencias y pequeñas distancias.
Se utilizan antenas para altas frecuencias y largas distancias.
Lasventajas que presentan las líneas de transmisión frente a las antenas son que no están sometidas a interferencias, como sí lo están los sistemas de radio, y que se logra un aumento del ancho de banda extendiendo otra línea. Los inconvenientes de las líneas de transmisión son el elevado coste y el tiempo de infraestructura para enlaces de larga distancia
Algunas de las aplicaciones en las que se utilizanlas antenas son:
Comunicaciones móviles: aviones, barcos, vehículos, naves espaciales.
Comunicaciones personales: teléfono celular.
Sistemas de radiodifusión: radio, televisión.
Comunicaciones radio punto a punto: policía, bomberos.
Aplicaciones de no comunicación:
O Sensor remoto: radar, radiometría
O ndustria: microondas
CLASIFICACIÓN DE LAS ANTENAS
La siguienteclasificación describe las antenas que analizaremos durante el curso. Es una clasificación muy básica ya que el campo de antenas, completamente relacionado con el electromagnetismo, es muy amplio. De todos modos, es suficiente para describir los principales métodos de diseño de antenas
A) Clasificación según la geometría
Por su forma, podemos clasificar las antenas en:
a) Antenasde cable; como, por ejemplo, los dipolos, monopolos, espiras, helicoides. Las antenas de televisión que habitualmente encontramos en los edificios están formadas por un conjunto de dipolos. Estas antenas serán las que estudiaremos primero.
b) Antenas de apertura como, por ejemplo, las bocinas, las ranuras y las antenas microstrip.
Antenas de apertura (bocinas). Gentileza de laempresa de Tecnología Fractus,
Barcelona (izquierda)
Antenas microstrip: consisten en un parche metálico sobre un substrato y un plano de masa por debajo. Las antenas microstrip son de perfil bajo, adaptables a cualquier superficie, simples y baratas de fabricar, mecánicamente robustas cuando se instalan sobre superficies rígidas
c) Reflectores(capítulo 5): antenas formadas por un reflector, generalmente con perfil parabólico, y la antena situada en el foco del reflector. Las grandes antenas de observación del espacio son un ejemplo de ellas.
Reflector parabólico para aplicaciones radioastronómicas
d) Lentes (capítulo 5): formadas, tal y como indica su nombre, por una lente que tiene como objetivo conformar la radiación...
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