Antenas

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Antenas
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Contenido.

• Introducción.
• Parámetros

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Introducción.

• Una antena es un dispositivo capaz de radiar y
  recibir ondas de radio, que adapta la
  entrada/salida del receptor/transmisor al medio.

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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.

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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.

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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
• PEIRPPotencia radiada efectiva isotrópica

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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

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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

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Parámetros de una antena.

• Patrón de radiación
• Diagrama de la ganancia normalizada
  tridimensional o por cortes transversales.
• Para un radiador isotrópico.

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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.

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Área Efectiva

• En términos de la orientación de máxima ganancia
  se tiene
• Ejemplo una antena de disco de diámetro d
• Antenas lineales

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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.

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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

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Antenas lineales.
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Dipolos.

• Dipolo corto (Hertz)
• Dipolo de ½ onda (antena de Marconi)

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Dipolo Elemental (Antena de Hertz)

• Se considera un dipolo de longitud pequeña L ltlt l

Potencial Vectorial
Cte de fase ó Núm. De onda
Sus campos lejanos son
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Dipolo Elemental (Antena de Hertz)

• Flujo de potencia (Vector de Poynting)
• Potencia radiada

Por lo que el vector de Poynting Se puede
expresar como
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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
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Dipolo Elemental (Antena de Hertz)

• Ganancia directiva

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Dipolo ½ onda

• Campos electromagnéticos.
• Vector de Poynting

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Dipolo ½ onda

• Potencia total radiada
• Resistencia de radiación

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Dipolo ½ onda
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Dipolo ½ onda. Diagrama de radiación.
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Otros dipolos
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Impedancia
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Antena de Lazo
Intensidad de radiación
Similar al dipolo.
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Antena monopolo
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Otras antenas
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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)
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Arreglos de antenas.

• Los arreglos de antenas se utilizan para dirigir
  la energía radiada hacia un determinado sector.

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Arreglo de antenas.
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Arreglo de antenas.
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Arreglos de antenas (uniformes).
34
Arreglos de antenas (uniformes, broadside).
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Arreglos de antenas (uniformes, endfire).
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Arreglos de antenas.
37
Arreglos de antenas.
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Dipolo doble
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Yagi-Uda
40
Yagi-Uda
41
Yagi-Uda
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Antenas de Bocina
43
Antenas Parabólicas
44
Antenas Parabólicas
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Fabricante
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(No Transcript)