Patrón de radiación de una antena

PATRÓN DE RADIACIÓN DE UNA ANTENA

Yesid guerra fuentes

E-mail: ylguerra_9@hotmail.com

Presentado a:

Ing. Giovanny Bracho Tovar

RESUMEN:

En el presente informe estudiaremos los resultados obtenidos en la Medición del Patrón de Radiación de una antena, tambien mostraremos los detalles de los montajes realizados y el equipo utilizado para desarrollar la practica. Gracias a el Sistema Didactico de Medicion de antenas (SDMA), el cual nos permite realizar diferentes montajes de antenas en el laboratorio. A continuacion el análisis conlleva a la comprensión del comportamiento y características del patron de radiación de las diferentes antenas medidas.

1. INTRODUCCIÓN

Las antenas han sido un logro muy importante en el inicio y desarrollo de los Sistemas de Comunicación. Una característica muy relevante que hay que mencionar es el patrón de radiación, ya que conociéndolo se logra saber mucha información, ya sea de la directividad de una antena, su potencia, entre otros.

Es importante conocer este parámetro de las antenas, porque de su patrón de radiación es que podemos saber qué tipo de antena es la adecuada para cierta aplicación. De esta forma mostraremos la metodología y procedimientos que se realizaron para llevar a cabo la medición del patrón de radiación de varios tipos de antenas, para así desarrollar el análisis de los gráficos que muestran de manera didáctica el comportamiento de cada antena con respecto al ángulo con el cual se recibe.

2. OBJETIVOS

2.1. OBJETIVO GENERAL

analizar los diferentes cambios que toma el patrón de radiación de las diferentes antenas, a través de el SDMA.

2.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS

• Llevar a cabo las mediciones de los patrones de Radiación.

• Aprender a utilizar de manera optima y adecuada el SDMA

• Analizar cada uno de los patrones de radiación obtenidos de los diferentes tipos de antenas.

3. MARCO TEORICO

3.1. ANTENAS

Las antenas son vitales en los sistemas de comunicación. Por definición, una antena es un dispositivo utilizado para transformar una señal de RF que viaja en un conductor, en una onda electromagnética en el espacio abierto. Las antenas exhiben una propiedad conocida como reciprocidad, lo cual significa que una antena va a mantener las mismas características sin importar si está transmitiendo o recibiendo. La mayoría de las antenas son dispositivos resonantes, que operan eficientemente sólo en una banda de frecuencia relativamente baja. Una antena debe ser sintonizada en la misma banda que el sistema de radio al que está conectada, para no afectar la recepción y transmisión. Cuando se alimenta la antena con una señal, emitirá radiación distribuida en el espacio de cierta forma. La representación gráfica de la distribución relativa de la potencia radiada en el espacio se llama patrón de radiación.

3.2. PARAMETROS DE UNA ANTENA

Cada antena tiene propiedades distintas que sirven para poder caracterizarlas, estas características son los llamados parámetros de las antenas. Estos parámetros se encuentran relacionados con la radiación que se emite en la antena.

• Ancho de banda

Es el margen de frecuencias en el cual los parámetros de la antena cumplen unas determinadas características. Se puede definir un ancho de banda de impedancia, de polarización, de ganancia o de otros parámetros.

• Directividad

La Directividad (D) de una antena se define como la relación entre la intensidad de radiación de una antena en la dirección del máximo y la intensidad de radiación de una antena isotrópica que radia con la misma potencia total.

• Ganancia

Se define como la ganancia de potencia en la dirección de máxima radiación. La Ganancia (G) se produce por el efecto de la directividad al concentrarse la potencia en las zonas indicadas en el diagrama de radiación.

La unidad de Ganancia (G) de una antena es el dBm o dBi, dependiendo si esta se define respecto a un dipolo de media onda o a la isotrópica.

• Eficiencia

Relación entre la potencia radiada y la potencia entregada a la antena. También se puede definir como la relación entre ganancia y directividad.

3.3. TIPOS DE ANTENAS

Las antenas pueden tomar formas muy diversas para cumplir con los requisitos de diseño y además de estar constituida de muy diversos materiales. Ahora, mencionaremos los tipos de antenas mas implementadas:

• Antenas de MicroStrip: Las antenas de microstrip desde su aparicion han tenido un gran desarrollo principalmente debido a su tamaño reducido (conforme las frecuencias de operacion han ido incrementando, los tamaños para estas antenas disminuyen considerablemente). Las antenas de microstrip constan de un parche conductor sobre un substrato dielectrico aterrizado.

• Antenas de alambre: Es el tipo mas comun de antenas y pueden encontrarse practicamente en todos lados, ya sean edificios, en automoviles, en aviones, etc. Exitsen varios tipos de antenas de alambre como los son monopolos, dipolos, las antenas de lazo, entre otras.

• Antenas de Apertura: Tienen gran aplicación en aviones debido a que pueden ser montadas fácilmente en la estructura del avión. Su estructura consta de una guía de onda con terminación en formas piramidales, cilíndricas, etc.

Trompeta Piramidal

Trompeta Cónica

3.4. PATRON DE RADIACION

Los patrones de radiación describen la intensidad relativa del campo radiado en varias direcciones desde la antena a una distancia constante. El patrón de radiación es también de recepción, porque describe las propiedades de recepción de la antena. El patrón de radiación es tridimensional, pero generalmente la medición del mismo son una porción bidimensional del patrón, en el plano horizontal o vertical. Estas mediciones son presentadas en coordenadas rectangulares, o en coordenadas polares. La figura 1 muestra el diagrama de radiación en coordenadas rectangulares de una antena Yagi. El detalle es bueno, pero se hace difícil visualizar el comportamiento de la antena en diferentes direcciones.

En los sistemas de coordenadas polares, los puntos se obtienen por una proyección a lo largo de un eje que rota (radio) en la intersección con uno de varios círculos concéntricos. En la figura 2 presentamos un diagrama de radiación en coordenadas polares de la misma

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