ANTENAS

Conferencia 1: Introducción a Antenas.Instructor: Ing. Julio Gaitán Pavón.

Profesor , Departamento de Sistemas Digitales y Telecomunicaciones.

Universidad Nacional de Ingeniería

Parámetros básicos de antenas, en la que se presentan con detalle aquellos aspectos que caracterizan el funcionamiento y desempeño de una antena, medido en cuanto a su ganancia, directividad, ancho de banda y de haz, valores efectivos, y otros.

Antenas elementales, la cual se estudian los tipos de antenas simples en cuanto a su estructura y funcionamiento, que son las más comunes utilizadas en los sistemas de comunicación inalámbricos, tanto fijos como móviles.

Arreglos de antena, en la cual se extiende el estudio de la unidad anterior a escenario de múltiples antenas organizadas para funcionar equivalentemente como una sola a través de un arreglo apropiado.

Arreglos en recepción, en la que estudia con detenimiento el caso de las antenas utilizadas en la función de recepción. Se introduce especial atención a los efectos de ruido de antena y térmico en el sistema de recepción.

Mediciones en antenas, en la que se introduce al estudiantes a las técnicas de medición de los principales parámetros de funcionamiento de las antenas y arreglos de antenas.

Elementos de radio propagación, en la cual se presentan algunos modelos geométricos para determinación de las pérdidas de propagación utilizando ondas de radio. Esta unidad establece el punto de inicio para la siguiente asignatura de Radiocomunicaciones.

Arreglos en recepción, en la que estudia con detenimiento el caso de las antenas utilizadas en la función de recepción. Se introduce especial atención a los efectos de ruido de antena y térmico en el sistema de recepción.

Mediciones en antenas, en la que se introduce al estudiantes a las técnicas de medición de los principales parámetros de funcionamiento de las antenas y arreglos de antenas.

Elementos de radio propagación, en la cual se presentan algunos modelos geométricos para determinación de las pérdidas de propagación utilizando ondas de radio. Esta unidad establece el punto de inicio para la siguiente asignatura de Radiocomunicaciones.

Outline

2.1.1.4Teoremas de Dualidad, Reciprocidad y Reacción

2.1.1.5 Mecanismos para la Radiación Cercana-Lejana

2.1.2 Separación de regiones: Regiones de campo cercano y campo lejano

2.1.2.1 Campo lejano (Fraunhofer)

2.1.2.2 Campo cercano radiante (Fresnel)

2.1.2.3 Campo cercano reactivo

2.1.3 Radiación de campo lejano desde alambres

 

2S 2012 Conferencia 1 – Introducción Antenas 6

Que es una antena

• Es un transductor entre el medio guiado y el medio radiado• Región de transición entre una zona donde existe una onda EM guiada y una onda EM

en espacio abierto, a la que se le puede asignar un carácter direccional • En el modo Transmisor convierte energía eléctrica en energía electromagnética la cual

irradia al espacio libre hacia el receptor• En el modo Receptor captura energía electromagnética radiada por el transmisor y la

convierte en energía eléctrica para el receptor• Parte de un sistema de Tx o Rx diseñado para radiar o recibir ondas EM (IEEE Std.

145-1983)

Conferencia 1 – Introducción Antenas 72S 2012

- La misión de la antena es radiar la potencia que se le suministra con las características de direccionalidad adecuadas a la aplicación.

- Asimismo, poder extraer información en algún punto del espacio la onda radiada, absorber energía de esa onda y entregarla al receptor.

- Existen dos misiones básicas de una antena: transmitir y recibir, imponiendo cada aplicación condiciones particulares sobre la direccionalidad de la antena, niveles de potencia que debe soportar, frecuencia de trabajo y otros parámetros que definiremos posteriormente.

- Esta diversidad de situaciones da origen a un gran número de tipos de antenas. Toda onda se caracteriza por su frecuencia (f) y su longitud de onda (λ), ambas relacionadas por la velocidad de propagación en el medio, que habitualmente en antenas tiene las propiedades del vacío (c=3·108 m/s), con c=λf.

Antenas en transmisión y recepción

2S 2012 Conferencia 1 – Introducción Antenas 10

Teoremas de Dualidad, Reciprocidad y Reacción.

Expresiones Generales de los Campos.

Expresiones Generales de los Campos.

Aproximaciones a Grandes Distancias para Campos Radiados.

Aproximaciones a Grandes Distancias para Campos Radiados.

Expresiones para los componentes de los

campos de radiación.

Aproximaciones a Grandes Distancias para Campos Radiados.

Aproximaciones a Grandes Distancias para Campos Radiados.

2011 I. Zamora Unidad II: Analisis de la radiopropagacion

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Regiones de campo

Región de campo cercano inmediatamente alrededor de la antena dentro de la cual predomina el campo reactivo. Objetos dentro de esta área interactúa con la antena!!!

Región de campo cercano radiantes con distribución angular de campo, independiente de la distancia desde la antena. Si la antena tiene una dimensión máxima que no es grande comparada con la longitud de onda, la región puede no existir.

/62.0 3Dr

antenala a distancia :rantenala demáxima dimensión :D

onda de longitud:λ

/2/62.0 23 DrD /2 2Dr

Región de campo lejano distribución angular de campo es esencialmente independiente de la distancia desde la antena y donde predomina el campo eléctrico. A gran distancias, los frentes de onda se consideran planos.

El espacio alrededor de una antena usualmente se subdivide en tres regiones: (a)Campo cercano reactivo, (b)Campo cercano radiante (Fresnel) (c)Campo lejano (Fraunhofer), como se muestra en la figura de abajo.

2011 I. Zamora Unidad II: Analisis de la radiopropagacion

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Regiones de campo

/62.0 31 Dr

/2 22 Dr

D1r

2r

Reactive near-field (Fresnel) region

Reactive near-field region

Far-field (Fraunhofer) region

3 o 2 D2 / (el mayor de ambos)

Campo Cercano Reactivo

CampoLejano

(Onda TEM Plana)

Campo Cercano Radiante

Regiones de campo

Unidades de Medidas

Unidades de Medidas

Unidades de Medidas

Unidades de Medidas