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Introducción a las antenas

¿Qué son?
1. Una antena es un sistema conductor metálico capaz de radiar y recibir ondas. Son dispositivos que adaptan ondas guiadas, desde conductores o guías libres
La antena como adaptador
1. Se puede ver como un adaptador de impedancias de la guía al espacio libre, cumpliendo con el teorema de máxima transferencia de potencia
Campos en una antena genérica
1. * Calcular adecuadamente los tiempos
2. *Optimizar diseños
Radiador isotrópico
1. Es una antena puntual, que no se puede realizar en la práctica y que radia de igual manera en todas las direcciones
Impedancia de Entrada
1. *Es la razón entre el voltaje y la corriente en los terminales de la antena.
  1. *Aquí se representan las perdidas propias del conductor y la resistencia a radiar de la antena.
    1. *Representa el campo reactivo de la antena producido por el campo cercano.
Voltage Standig Wave Ratio (VSWR)
1. *Es la medida de desadaptación entre la impedancia del transmisor y la antena.
  1. Para tener una buena transmisión de potencia entre el transmisor y la antena, es necesario que la impedancia del transmisor sea el conjugado complejo de la impedancia de la antena.
    1. *A mayor VSWR, es peor la adaptación.
      1. *VSWR = 1 Æ Adaptación perfecta.
        Cuando no hay onda reflejada (| Γ|=0) hay una adaptación perfecta y VSWR=1.
Directividad y ganancia
1. Ambos parámetros vienen dados por cuánto concentra una antena su radiación hacia una dirección preferente.
  1. *La ganancia se relaciona con la potencia de alimentación.
  2. Ambas difieren en un factor de eficiencia : G = N * D
  3. *La directividad se relaciona con la potencia de radiación.
Polarización
1. *Se le llama polarización de la antena a la polarización del campo eléctrico respecto a un plano de tierra dado.
2. *Ésta puede ser lineal, vertical o elíptica.
3. *CPL (Cross- Polarization Level) Es la medida de polarizaciones no deseadas.
Ancho de Banda
1. Es el rango de frecuencias a los cuales los parámetros de antena son similares a las que tendría si operara en la frecuencia central
Lóbulos
1. Son direcciones preferenciales de radiación.
  1. *HPBW (Half Power Beamwidth) Es el ángulo al cual el lóbulo principal tiene la mitad de su potencia
  2. *Front to Back: Es la relación entre el lóbulo principal y el lóbulo trasero.
Teorema de Reciprocidad
1. Permite medir de forma más sencilla los parámetros de las antenas
  1. Todos los parámetros vistos son validos en recepción como en transmisión.
    1. *Forma
    2. *Ganancia
    3. *Forma del patter
    4. *Ancho de banda, precio, etc
    5. *Según la aplicación habrá una antena con mejores características según las necesidades.
Antenas de cable
1. *Dipolo: Su uso principal es la radiodifusión
  1. *Ganancia: 2dB,Bw : 10%, HPBW : 78°
  2. *Directividad: 2.15 dB
2. *Monopolo: Usada en radiodifución
3. *Zin: 36.5 Ohm
  1. *Ganancia: -2 a 3 dB, BW: 10%
  2. *Directividd: 3.28 dB
4. *Loop: Usada en recepción
  1. *Ganancia: -2 a 3 dB, BW: 10% (mejorable con núcleo de ferrita)
Hélice
1. *Normal: El diámetro de la vuelta es pequeño comparado con el largo de la onda,
  1. *Radia en forma omnidireccional
2. *Axial: El diámetro de la vuelta es cmparable.
  1. *Gran directividad ly aumenta con el número de vueltas y estpaelectricamente polarizado.
    1. *Aplicaciones Satelitales
Reflectores
1. Son elementos usados para mejorar las características de radiación y ancho de banda.. *Superficies planas, parabólicas, hiperbólicas o lineales
  1. *Ventajas: Livianas y ocupan poco volumen. Adaptables. Económicos. Fácil fabricación en serie. Polarización lineal y circular. Integrable a MICs. Distintas frecuencias.
  2. *Desventajas: Ancho de banda bajo.. Baja potencia, ganancia, pureza de polarización. La radiación de los bordes pudiera afectar los parámetros de las antenas.
Técnicas de alimentación
1. *Por contacto: ^Alimentación por línea de microstrip ^Alimentación coaxial
2. *Sin Contacto: ^Alimentación por acoplamiento de apertura bajo CPL ^Alimentación por acoplamiento de proximidad
Simuladores
1. Antena microstrip: Se simula la magnitud y el vector de campos mágneticos y eleátricos, corrientes y parámetros de antenas VSWR, S, etc.
2. *Optimización de parámetros: antena microstrip, podemos ver su desempeño a distintas frecuencias y modos de alimentación.
3. *Distintas estructuras: Con un diseño apropiado se pueden simular una alta variedad de estructuras (bocinas,dipolos,filtros)

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