ANTENAS

Campos y Ondas

Facultad de Ingeniería

Universidad Nacional de La Plata

Nicolás Casco

ncasco@barcala.ing.unlp.edu.ar

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)

ref

xx

P

PdBP Log10][

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

• 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.

[W]),,(),(2

2

rr

U E

4

),U(

ddsin),U(4

1

),U(),D(

2

0 0

radP

• Intensidad de Radiación: Potencia radiada por unidad de ángulo sólido. En

campo lejano es independiente de la distancia. (Vector de Poynting por r2)

• Directividad: Relación de la intensidad de radiación en una dirección dada a

la intensidad de radiación promedio.

),(

4

),U(),G( De

P radin

Antenas ideales (sin

pérdidas) Ganancia y

Directividad son idénticas

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

11

0

0 SZZ

ZZ

L

L

1

1VSWR

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.

2

4 RGGPP rxtxtxrx

Ecuación de Transmisión

Relaciona la potencia recibida Prx con la potencia transmitida Ptx y los

parámetros del enlace.

22

22ˆˆ

4),(),()1)(1( rxtxrxrxrxtxtxtxrxtxtxrx

RGGPP

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

• Se las emplea cómo antena de Referencia

Bocina sectorial de plano E Bocina sectorial de plano H

Bocina Piramidal Bocina Cónica

Bocina sectorial de plano E Bocina sectorial de plano H

Bocina Piramidal Bocina Cónica