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Antenas. Contenido. Introducción. Parámetros. Introducción. Una antena es un dispositivo capaz de radiar y recibir ondas de radio, que adapta la entrada/salida del receptor/transmisor al medio. Introducción. Radiador isotrópico. Es aquel que radia con la misma intensidad
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Contenido. • Introducción. • Parámetros
Introducción. • Una antena es un dispositivo capaz de radiar y recibir ondas de radio, que adapta la entrada/salida del receptor/transmisor al medio.
Introducción • Radiador isotrópico. • Es aquel que radia con la misma intensidad en todas direcciones. • Intensidad de radiación. • Es la potencia radiada por unidad de ángulo sólido. • Para el radiador isotrópico: • Densidad de potencia. • Es la potencia radiada por unidad de área.
Parámetros de una antena. • Ganancia directiva. • Capacidad de una antena para concentrar la energía electromagnética en una región del espacio. • La distribución angular de la energía radiada se conoce como patrón de radiación. • Directividad. Es la ganancia directiva máxima.
Parámetros de una antena. • Reexpresando la intensidad de radiación y la densidad de potencia en términos de la ganancia directiva: • Observe que en esta última expresión, el numerador lo podemos ver como la potencia de una antena isotrópica en una dirección específica. • Para la directividad máxima: • PEIRP=Potencia radiada efectiva isotrópica
Parámetros de una antena • Ganancia de potencia (Ganancia) • Se define en términos de la potencia alimentada a la antena. • La diferencia con la potencia radiada es por las pérdidas de la antena. • Eficiencia de una antena:
Parámetros de una antena • Relación de Ganancia con Ganancia directiva. • La ganancia máxima es: • Por lo que la potencia efectiva radiada es: • Si se define una ganancia normalizada: • Entonces:
Parámetros de una antena. • Patrón de radiación: • Diagrama de la ganancia normalizada tridimensional o por cortes transversales. • Para un radiador isotrópico.
Área Efectiva • Cuando una antena opera en modo recepción, extrae cierta cantidad de potencia de la onda electromagnética incidente. • Si la densidad de potencia electromagnética es: • Entonces la potencia recibida es: • En donde A es el área efectiva, la cual depende de la orientación de la antena y de su estructura física. Sin embargo no es igual al área física de la antena.
Área Efectiva • En términos de la orientación de máxima ganancia se tiene: • Ejemplo: una antena de disco de diámetro d: • Antenas lineales:
Circuito equivalente. • Los campos cercanos son de carácter reactivo. • Los campos lejanos son de carácter resistivo, al igual que las pérdidas de la antena. • Por lo tanto podemos expresar: • En donde Za es la impedancia de la antena, Zg del generador en el transmisor y Zl de la carga en el receptor.
Parámetros de una antena. • Ángulo sólido del haz. • La directividad también se puede expresar como: • Por lo que el ancho o ángulo del haz es:
Dipolos. • Dipolo corto (Hertz) • Dipolo de ½ onda (antena de Marconi)
Dipolo Elemental (Antena de Hertz) • Se considera un dipolo de longitud pequeña L << l Potencial Vectorial Cte de fase ó Núm. De onda Sus campos lejanos son:
Dipolo Elemental (Antena de Hertz) • Flujo de potencia (Vector de Poynting): • Potencia radiada: Por lo que el vector de Poynting Se puede expresar como:
Dipolo Elemental (Antena de Hertz) • Resistencia de radiación. Se iguala la potencia radiada con la potencia en una resistencia eléctrica Se suele expresar en dimensiones de la antena en relación a la longitud de onda
Dipolo Elemental (Antena de Hertz) • Ganancia directiva:
Dipolo ½ onda • Campos electromagnéticos. • Vector de Poynting
Dipolo ½ onda • Potencia total radiada: • Resistencia de radiación
Antena de Lazo Intensidad de radiación: Similar al dipolo.
Enlace de antenas. La densidad de potencia a una distancia r está dada por: La potencia extraída por la receptora es: La cual se puede escribir como: (Válido para un enlace espacial)
Arreglos de antenas. • Los arreglos de antenas se utilizan para dirigir la energía radiada hacia un determinado sector.
