Propagacion De Ondas Electromagneticas

Propagación de Ondas Electromagnéticas

Unidades Tecnológicas de Santander

Resumen: La propagación de ondas se refiere a la propagación de ondas electromagnéticas en el espacio libre. Aunque el espacio libre realmente implica en el vacío, con frecuencia la propagación por la atmósfera terrestre se llama propagación por el espacio libre y se puede considerar siempre así. La principaldiferencia es que la atmósfera de la Tierra introduce perdidas de la señal que no se encuentran en el vacío. Las ondas electromagnéticas se propagan a través de cualquier material dieléctrico incluyendo el aire pero no se propagan bien a través de conductores con pérdidas como el agua de mar ya que los campos eléctricos hacen que fluyan corrientes en el material disipando con rapidez la energía de lasondas.

I. Propagación de Ondas Electromagnéticas:
Las ondas de radio se consideran ondas electromagnéticas como la luz y al igual que ésta, viajan a través del espacio libre en línea recta con una velocidad de 300,000,000 metros por segundo. Otras formas de ondas electromagnéticas son los rayos infrarrojos, los ultravioleta, los rayos X y los rayos gamma. Las ondas de radio se propagan por laatmósfera terrestre con energía transmitida por la fuente, posteriormente la energía se recibe del lado de la antena receptora. La radiación y la captura de esta energía son funciones de las antenas y de la distancia entre ellas.

II. Frentes de Onda:
Las ondas electromagnéticas no son visibles al ojo humano y se debe de analizar con métodos indirectos mediante esquemas. Los conceptos derayos y frentes de onda son auxiliares para ilustrar los efectos de propagación de las ondas electromagnéticas a través del espacio libre. Un rayo se considera como una línea trazada a lo largo de la dirección de propagación de una onda electromagnética. Estos rayos son utilizados para mostrar la dirección relativa de la propagación de la onda electromagnética pero esto no indica que se refiere a lapropagación de una sola onda electromagnética. Un frente de onda representa una superficie de ondas electromagnéticas de fase constante. El frente de onda es formado cuando se unen los puntos de igual fase en rayos que se propagan desde la misma fuente.

a) Frente de onda plana:
Un frente de onda plana representa un frente de onda con una superficie que es perpendicular a la dirección depropagación, cuando una superficie es plana, su frente de onda es perpendicular a la dirección de propagación como se muestra en la figura 1. En cuanto mas cerca está el frente de la fuente, el frente de onda se vuelve mas complicado.

Figura 1. Frente de onda plana:

b) Frente de onda producido por una fuente puntual:
Gran parte de los frentes de onda son por lo general más complicadosque los frentes de onda plana, en una fuente puntual, varios rayos son propagados desde ella en todas direcciones. Esta fuente se considera una fuente isotrópica y el frente de onda generado por la fuente puntual se considera una esfera con su respectivo radio y en la cual su centro está en el punto donde se originan las ondas. En el espacio libre, y a una distancia de la superficie de la fuente,los rayos dentro de una superficie pequeña del frente de onda esférico son casi paralelos a la dirección de propagación mostrados en la figura 2, por lo tanto, a mayor distancia de la fuente la propagación, el frente de onda se parece mas a un frente de onda plano por lo que en la mayoría de los casos los frentes de onda esféricos se pueden simplificar como frentes de onda planos.

Figura 2.Frente de onda producido por una fuente puntual.

c) Frente de onda esférico:
Para generar un frente de onda esférico, se necesita un radiador isotrópico que irradie en todas direcciones, en la realidad no existen radiadores isotrópicos pero se puede aproximar al radiador de una antena omnidireccional, el cual es capaz de producir un frente de onda esférico con radio R. Todos los puntos que...