1. No category

ANTENAS
Campos y Ondas
Facultad de Ingeniería
Universidad Nacional de La Plata
Nicolás Casco
[email protected]
Introducción
Antena: Es la parte de un sistema de transmisión o recepción diseñada para
radiar o recibir ondas electromagnéticas. [IEEE std145-1993]
Aplicaciones:
• Comunicaciones.
• Sistemas Inalámbricos.
• Navegación.
• Radar.
• Radiometría.
• Radioastronomía.
Introducción
Introducción
Data Rate: 134 kbps
Data Rate: 16 bps
Prx = 10 x 10-21 W
Parámetros Fundamentales
• Patrón de Radiación.
• Ganancia / Directividad.
• Polarización.
• Impedancia de Entrada.
• Ancho de Banda.
• Eficiencia.
• Temperatura de Antena.
Patrón de Radiación
• Representa las propiedades de radiación de la antena en función de las
distintas direcciones del espacio.
• Generalmente se emplean
coordenadas esféricas.
• Gráficos Polares o Cartesianos.
• Unidades relativas al máximo o a
otras antenas. (dB, dBi, dBd)
§ Px
Px [dB] 10Log¨
¨P
© ref
·
¸
¸
¹
Patrón de Radiación
• Ancho de Haz de Mitad de Potencia / de 3 dB.
• Ancho de Haz entre Primeros Nulos.
• Nivel de Lóbulos Laterales.
• Relación “Front to Back”.
Ganancia / Directividad
• Intensidad de Radiación: Potencia radiada por unidad de ángulo sólido. En
campo lejano es independiente de la distancia. (Vector de Poynting por r2)
U (T , I )
r2
K
E(r , T , I ) [W]
2
• Directividad: Relación de la intensidad de radiación en una dirección dada a
la intensidad de radiación promedio.
D(T , I )
U(T , I )
1
4S
2S S
³ ³ U(T , I ) sin T dTdI
0 0
U(T , I )
Prad
4S
• Ganancia: Relación entre la intensidad de radiación en una dirección dada
a la intensidad de radiación radiada por una antena isotrópica, a igual
potencia aceptada.
Antenas ideales (sin
pérdidas) Ganancia y
Directividad son idénticas
G(T , I )
U(T , I )
Pin
4S
erad D(T , I )
Polarización
• Polarización (de la Antena): Es una indicación de la orientación del vector
de campo (eléctrico) de una antena transmisora en un punto fijo del espacio al
transcurrir el tiempo.
Polarización
• Depende de la dirección del espacio y la frecuencia de trabajo.
• Se puede descomponer en dos componentes de polarización ortogonal
(RHCP + LPCH o H + V)
Impedancia de Entrada
• La antena es vista como un puerto (dos terminales).
• Muy rara vez se utilizan unidades de impedancia :
• Se utiliza el VSWR/ROE o las pérdidas de retorno RL (S11).
• Z0 = 50 o 75 :
• VSWR < 2 (ó < 1.5) típico.
• RL < -10 dB
*
Z L Z0
Z L Z0
S11
VSWR
1 *
1 *
Ancho de Banda
• Ancho de Banda: Banda de frecuencia en la que algunas características se
mantienen dentro de cierto margen especificado.
• Generalmente es ancho de banda de
Impedancia.
• También pueden haber
requerimientos sobre el patrón de
radiación (lóbulos laterales, ancho de
haz) y polarización.
• Muchas veces se expresa en
porcentual respecto a la frecuencia
central de operación.
Ecuación de Transmisión
Relaciona la potencia recibida Prx con la potencia transmitida Ptx y los
parámetros del enlace.
Prx
§ O ·
Ptx Gtx Grx ¨
¸
© 4SR ¹
2
Ecuación de Transmisión
Relaciona la potencia recibida Prx con la potencia transmitida Ptx y los
parámetros del enlace.
§ O · ˆ ˆ
)Gtx (T tx , Itx )Grx (T rx , Irx )¨
¸ U tx ˜ U rx
© 4SR ¹
2
Prx
2
Ptx (1 *tx )(1 *rx
2
2
Espectro Electromagnético
Espectro Electromagnético
Espectro Electromagnético
Dipolo
Dipolo Plegado
• Diagrama omnidireccional
• Mayor ancho de banda de
Impedancia
Antena Yagui
Antena Yagui
Antena Yagui
Antena Logoperiódica
Hélice
Hélices
Bocinas
Bocina sectorial de plano E
Bocina Piramidal
• Se las emplea cómo antena de Referencia
Bocina sectorial de plano H
Bocina Cónica