ANTENAS Y PROPAGACIÓN
Enviado por • 1 de Diciembre de 2013 • 2.022 Palabras (9 Páginas) • 377 Visitas
Patrón de Radiación
El patrón o diagrama de
radiación de una
antena es una
representación de la
distribución de potencia
de la radiación recibida
o irradiada por la antena
en diferentes regiones
del espacio. Se suele
representar en función
de ángulos de dirección
centrados en la antena.
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Aunque el patrón de radiación es un volumen, es costumbre representarlo
por medio de dos gráficas, el patrón de radiación vertical y el patrón de
radiación horizontal. El diagrama superior representa el patrón de radiación
de una antena omnidireccional, y el diagrama inferior el de una antena
parabólica.
Nótese que cierta cantidad de energía se irradia en direcciones no deseadas,
constituyendo lo que se conoce como lóbulos laterales y el lóbulo trasero.
Patrón de Radiación
Estos son el diagrama rectangular y el diagrama polar
de la misma antena (en un mismo plano). La representación
mediante coordenadas polares es mucho más común que con
coordenadas rectangulares, porque da una mejor representación
visual de las características de la antena en cada dirección.
-5
-10
-15
-20
-25
-30
-35
-40
-45
-50
dB
-180° -140° -100° -60° -20° 20° 60° 100° 140° 180°
18
0°
180°
270° 90°
Aquí tenemos el diagrama rectangular y el diagrama polar de la
misma antena (en un mismo plano). La visualización mediante coordenadas
polares es mucho más intuitiva que con coordenadas rectangulares,
0°
180°
-5 270° 90°
-10
-15
-20
-25
-30
-35
-40
-45
-50
dB
-180° -140° -100° -60° -20° 20° 60° 100° 140° 180°
Ancho del haz
El ancho del haz de una antena es la medida angular de
aquella porción del espacio en donde la potencia irradiada es
mayor o igual que la mitad de su valor máximo.
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potencia mitad
-3dB
Se halla primero el pico de de la intensidad de radiación, y luego los puntos a
ambos lados del pico a los cuales la radiación se ha reducido a la mitad. La
distancia angular entre los dos puntos de media potencia se define como el
ancho del haz.
Mientras más estrecho sea el ancho del haz, mayor será la ganancia, porque la
energía estará enfocada con más concentración.
A mayor ganancia de la antena, menor el ancho del haz.
Recuerde que el patrón de radiación es un volumen, por lo que hay un
ancho de haz vertical y un ancho de haz horizontal, los cuales en
general serán diferentes.
Un antena de muy alta ganancia tendrá un ancho de haz de unos pocos grados
y deberá apuntarse muy cuidadosamente para que pueda cubrir al objetivo.
Relación adelante-atrás
La relación adelante-atrás (f/b) de una antena directiva
es el cociente entre la directividad máxima a su directividad
en sentido opuesto.
-5
-10
-15
-20
-25
-30
-35
-40
-45
-50
dB
-180° -140° -100° -60° -20° 20° 60° 100° 140° 180°
front
back
20
0°
180°
270° 90°
front
back
En este ejemplo la relación f/b es: 0 dB - (-25 dB) = 25 dB
La relación adelante-atrás (front-to-back ratio) es muy importante en redes
dorsales construidas usando repetidores. La radiación hacia atrás puede
causar problemas con el receptor de la etapa precedente por lo que para este
tipo de aplicaciones se deben escoger antenas con una buena relación f/b.
Polarización
‣ Las ondas electromagnéticas tienen componentes
eléctricos y magnéticos.
‣ La polarización de las antenas transmisoras y
receptoras DEBE SER LA MISMA para
optimizar la comunicación.
direction of propagation
magnetic field
electric field
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Otra cualidad importante de las ondas es la polarización. La polarización corresponde a la dirección
del vector del campo eléctrico.
Si imaginamos una antena dipolo alineada verticalmente (un alambre recto), los electrones sólo se podrán
mover verticalmente, pues no hay espacio para que se muevan horizontalmente hacia los lados, por
consiguiente el campo eléctrico será siempre vertical, hacia arriba o hacia abajo. La energía que se
desprende del alambre y viaja como una onda tiene una polarización estrictamente lineal, y en este caso,
vertical.
Si, en cambio, apoyamos la misma antena sobre una mesa de madera horizontalmente, la radiación
desprendida tendrá polarización lineal horizontal.
La mayoría de las antenas WiFi con las que trabajamos son de polarización lineal, pero también existen antenas
con polarización circular.
La desadaptación de polarización (Polarization mismatch) puede causar 20dB o más de atenuación.
Sin embargo, la desadaptación de polarización puede ser aprovechada para transmitir dos señales diferentes
simultáneamente y a la misma frecuencia, doblando así el rendimiento del enlace. Para esto se usan antenas
especiales que tiene alimentadore (iluminadores) duales. El rendimiento real es algo inferior al doble debido a
la inevitable interferencia entre las dos polarizaciones (cross polarization leakage)
Polarización de las Antenas
?
Vertical
Horizontal
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La polarización de una antena puede ser deducida a menudo por la
orientación del alimentador o iluminador. Cuando este está cubierto por un
aradome esto suele ser imposible. Normalmente las antenas tienen marcas
que identifican la polarización, pero a veces es necesario consultar la hoja de
datos del fabricante.
La mayoría de las antenas omnidireccionales tienen polarización vertical. Si se
escoge polarización horizontal, se puede evitar una buena parte de la
interferencia (puesto que la mayoría sería de polarización vertical).
Pero la polarización horizontal puede presentar mayores pérdidas a grandes
distancias,sobre todo en trayectos sobre agua.
Reciprocidad
Las características de la antena como ganancia, rango de
frecuencias, ancho del haz, eficiencia, polarización e
impedancia son independientes del rol de la antena como
transmisora o receptora. Esto se suele expresar diciendo
...