Manual de Laboratorio de Antenas

Manual de Laboratorio de Antenas y Microondas
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA
CENTROAMERICANA
UNITEC
FACULTAD DE INGENIERÍAS
LABORATORIO DE MEDIOS DE TRANSMISIÓN
MANUAL DE LABORATORIO DE
ANTENAS Y MICROONDAS
ELABORADO POR:
JOSÉ CARLOS PÉREZ

INTRODUCCIÓN
Los siguientes laboratorios se enfocan en el área de Antenas y Microondas. Al
final de este laboratorio, el estudiante será capaz de:
 Comprender los parámetros básicos que caracterizan a una antena.
 Conocer los diferentes tipos de antena, con sus respectivos parámetros y
variables de diseño.
 Realizar mediciones sencillas con antenas utilizando equipo de
telecomunicaciones.
 Familiarizarse con los enlaces de microonda y los equipos requeridos
para su montaje.
Como el estudiante no ha recibido un curso formal de antenas, el laboratorio
combina tanto el aprendizaje de teoría como la realización de prácticas con
equipo real. La teoría de antenas se aprenderá a través del uso de un programa
simple de Análisis de Antenas.
En este manual, se tienen las siguientes prácticas:
1. Introducción a Antenas y sus Parámetros
2. Antenas Alámbricas: el Dipolo y el Monopolo
3. La Antena de Bocina
4. Reflectores Diédricos y Parabólicos
5. La Antena Yagi-Uda
6. La Antena de Parche
7. Enlaces de Microonda con Reflector Parabólico

GUÍA 1
Introducción a Antenas y sus
Parámetros
OBJETIVOS
 Asegurar que el estudiante comprenda y maneje la escala de dB, dBW y
dBm.
 Familiarizar al estudiante con el concepto de las regiones de campo, el
patrón de radiación de una antena, y su ancho de haz.
 Observar las implicaciones de la polarización de los campos generados
por una antena, utilizando una antena de bocina.
LISTA DE MATERIALES
 1 multímetro (que pueda medir AC)
 1 generador de microondas con Klystron
 1 antena de bocina con transmisor de microondas
 1 antena de bocina receptora.
 1 dipolo receptor
 2 bases con trípode
 Adaptador BNC
 3 reglas de 1 m.
 Cables conectores para el multímetro
 1 transportador
 1 escuadra
TEORÍA
¿Qué es una antena?
El Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE por sus siglas en
inglés) define una antena como aquella parte de un sistema transmisor o
receptor diseñada específicamente para radiar o recibir ondas
electromagnéticas. Kraus nos define la antena como “la estructura asociada

con la región de transición entre una onda guiada y una onda en espacio libre,
o viceversa”, así como se muestra en la Figura 1. Las antenas deben irradiar y
captar potencia con las características de direccionalidad apropiadas para la
aplicación deseada.
Figura 1: Antena como estructura de transmisión
Regiones de Campo
Antes de hablar sobre patrones de radiación, se debe tocar el tema de las
regiones de campo. Los campos irradiados por una antena se dividen en tres
regiones distintas:
 Región de campo cercano reactivo
 Región de campo cercano de radiación, o región de Fresnel

 Región de campo lejano, o región de Fraunhofer
La región de mayor interés para nosotros es la región de campo lejano. En esta
región, la forma de los campos radiados ya no varía con la distancia desde la
antena. Los campos se podrán hacer más débiles con la distancia, pero su
forma no cambia. Los límites de esta región están dados por:
donde λ es la longitud de onda a la que está operando la antena, y D es la
dimensión más grande de la antena. Por ejemplo, en un reflector parabólico, D
sería el diámetro. En una antena de dipolo (que sólo es un alambre), D sería la
longitud del alambre.
Patrón de radiación
El patrón de radiación es una gráfica que describe como varía la potencia o los
campos radiados por una antena en función de la dirección.
Hay que tener en mente dos cosas importantes en cuanto al patrón de
radiación:
 El patrón de radiación sólo toma en cuenta los campos de la región
lejana.
 Está en coordenadas esféricas. El patrón de radiación es una función de
la dirección, o sea que depende de dos ángulos: el ángulo de elevación θ
y el ángulo de azimut φ. En resumen, el patrón es una función F(θ, φ).
Los patrones de radiación se pueden graficar en tres dimensiones, así como se
mira en la Figura 2(a). Pero en este laboratorio, se trabaja sobre todo con
patrones de radiación en dos dimensiones. En lugar de graficar un patrón en
tres dimensiones; sólo se representan dos cortes bidimensionales del diagrama
en coordenadas polares. El primer corte es en el plano horizontal de la antena,
también conocido como plano de azimut. El segundo corte es en el plano
vertical, conocido como plano de elevación. En la Figura 2(b) se puede
observar un patrón de radiación en el plano vertical, y en la Figura 2(c), un
patrón de radiación en el plano horizontal, para la misma antena.

Figura 2: Patrón de radiación para un dipolo en (a) tres dimensiones, (b) plano de
elevación y (c) plano de azimut
El lector atento notará que el patrón de la Figura 2(c) es un círculo. Éso quiere
decir que, en el plano horizontal, la antena irradia la misma cantidad de
potencia en todas direcciones. Ése es un patrón omnidireccional. Para los que
trabajan en áreas como radiodifusión, es de mucho interés que el patrón sea
omnidireccional, porque garantiza cobertura en todas direcciones.
Pero si se quiere hacer un enlace de microondas punto a punto, no interesa
tanto la cobertura. Lo que interesa concentrar toda la energía en un solo punto
(el receptor). Entonces necesito una antena con un patrón direccional como
los reflectores parabólicos.
Polarización
La polarización puede ser un concepto un poco difícil de entender al principio.
Descrito en pocas palabras, la polarización describe la posición del campo
eléctrico de una onda en la dirección de propagación. La polarización es
básicamente la forma que trazaría el campo eléctrico si lo vemos de frente,
avanzando hacia nosotros.
Así como se ve en la Figura 3, puede haber varios tipos de polarizaciones. En
general, si el campo eléctrico forma una línea recta al propagarse, se dice que
tiene polarización lineal. Esa línea puede ser horizontal, como se mira en la
Figura 3(b). En ese caso, sería polarización horizontal. También puede haber
una polarización vertical, como la de la Figura 3(c). El campo eléctrico
también podría formar un círculo. Ésa es la polarización circular.

Figura 3: Polarización (a) lineal, (b) horizontal, (c) vertical y (d) circular.
Un parámetro importante de las antenas es la polarización de los campos que
emiten y reciben. Si la antena de recepción no tiene la misma polarización que
la antena de transmisión, habrá mucha pérdida y difícilmente se podrá recibir
una señal. Una antena verticalmente polarizada no podría recibir bien la señal
de una antena transmisora que está horizontalmente polarizada. La
polarización es lo que explica porque a veces se puede tener mejor recepción
si se pone el celular a un ángulo distinto.

PRÁCTICA
El generador de microondas que se está utilizando tiene una frecuencia de
9.45 GHz, así que la longitud de onda es de 3.18 cm.
1. Conecte la antena transmisora a su generador de microondas, y la
antena receptora al multímetro, así como se muestra en la Figura 4.
Asegúrese que el generador utilice una modulación senoidal e interna
(usando los botones que se encuentran arriba del botón verde de on/off).
Figura 4: Montaje transmisor y receptor de microondas.
2. Complete la siguiente tabla, midiendo el voltaje recibido como función
de la distancia entre las antenas. Auxíliese de la regla para medir
distancias.
Distancia (m) Voltaje recibido (V)
Voltaje normalizado
recibido (dB)
10λ
15λ

20λ
25λ
30λ
35λ
40λ
45λ
50λ
55λ
60λ
NOTA: En cada caso es necesario medir el voltaje de ruido (fuente
apagada), y restarlo del voltaje medido en la recepción.
El voltaje normalizado que se pide, es un voltaje normalizado con
respecto al valor máximo encontrado, VdB = 20*log(V/Vmáx).
3. Coloque el transportador en la base de la antena receptora, así como se
muestra en la Figura 5, y ubique la antena receptora a una distancia de
800 mm del transmisor.
Figura 5: Colocando el transportador en la base del receptor.

4. Gire la antena de recepción sobre su propio eje, y observe cómo cambia
la potencia recibida en función del ángulo de recepción. Puede
auxiliarse de la escuadra para medir el ángulo. Complete la siguiente
tabla:
Ángulos (º) Voltaje recibido (V)
Voltaje normalizado
recibido (dB)
-90
-80
-70
-60
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
NOTA: En cada caso es necesario medir el voltaje de ruido (fuente
apagada), y restarlo del voltaje medido en la recepción.
El voltaje normalizado es igual que en el paso 3, VdB = 20*log(V/Vmax).
5. Cambie la antena de bocina receptora por el dipolo receptor, así como
se muestra en la Figura 6. Asegúrese que el dipolo esté colocado
verticalmente.

PRECAUCIÓN: Este dipolo está compuesto por un diodo RF muy
sensible a la electricidad estática. No toque el diodo, ya que podría
descargar su electricidad estática en él y averiarlo.
Figura 6: Uso de dipolo corto como antena receptora.
6. Sitúe el dipolo a 700 mm de distancia de la antena transmisora y anote
el voltaje recibido.
7. Coloque el dipolo de forma horizontal. Observe y anote el voltaje
recibido.
RESULTADOS A ENTREGAR EN REPORTE
1. Grafique (en coordenadas cartesianas) el voltaje recibido (V) en función
de la distancia. ¿La variación de campo con la distancia es lineal?
2. Grafique (en coordenadas cartesianas) el voltaje normalizado recibido
(dB) en función de la distancia.
3. Grafique (en coordenadas polares) el voltaje normalizado recibido (dB)
en función del ángulo φ.
4. Compare los valores de voltaje recibidos con el dipolo posicionado
verticalmente y horizontalmente. ¿Existe una diferencia entre ambos
valores? ¿Por qué?

CUESTIONARIO
1. ¿Desde qué distancia empieza la región de campo lejano para esta
antena de bocina? Utilice la condición explicada en la teoría de esta
guía.
2. Investigue el concepto de ancho de haz a media potencia (half-power
beam width en inglés). En base a las mediciones realizadas en el paso 4
de la Práctica, estime el ancho de haz de la antena de bocina utilizada.
Se le recomienda hacer una interpolación lineal para tal estimación.
3. ¿Qué clase de patrón de radiación exhibe la antena de bocina?
¿Omnidireccional o direccional? Utilice las gráficas obtenidas en los
Resultados para justificar.
4. En base a las mediciones realizadas en los pasos 6 y 7, explique qué
tipo de polarización presenta la antena transmisora.
TRABAJO PREVIO A REALIZAR
Antes de la práctica, deberá entregar a su instructor (de manera
individual), una hoja que contenga las siguientes preguntas, con sus
respectivas respuestas.
1. ¿Qué es un decibelio (dB)? ¿Cómo se define matemáticamente?
2. ¿Por qué se utilizan los decibelios en medidas de voltaje y potencia,
si las unidades de éstos son Voltios y Watts, respectivamente?
3. ¿Cuál es la ganancia en dB de cada bloque del sistema? ¿Cuál es la
ganancia total de todo el sistema?
4. ¿Qué es un dBm, y qué es un dBW? ¿Cuál es la conversión entre
dBm y dBW?
5. ¿Qué diferencia existe entre la conversión de Watts a dB y la
conversión de Voltios a dB?

GUÍA 2
Antenas Alámbricas: Dipolo y Monopolo
OBJETIVOS
 Familiarizar al estudiante con el uso del Programa de Análisis de
Antenas.
 Conocer las variables de diseño de la antena Dipolo, y observar cómo
afectan las características de radiación y funcionamiento de la antena.
 Observar las características de un Dipolo corto.
 Observar las características de un Dipolo de media longitud de onda.
 Comprender las diferencias entre el Dipolo y Monopolo.
 Observar las características del Monopolo de un cuatro de longitud de
onda.
LISTA DE MATERIALES
 1 computadora cargada con el software Análisis de Antenas
TEORÍA
Programa Análisis de Antenas
La herramienta Análisis de Antenas es un programa sencillo que calcula y
grafica los parámetros característicos de 7 diferentes tipos de antena en base a
sus variables de diseño. El programa se creó con el objetivo de enseñar a los
estudiantes los fundamentos del diseño de antenas de una manera más
intuitiva y sencilla, buscando que el estudiante aprenda rápidamente cómo es
que las variables de diseño de una antena afectan sus características de
radiación.
Así como se muestra en la Figura 1, la interfaz del programa es sencilla. Sólo
tiene que introducir los valores pedidos en el panel de Variables de Diseño, y
presionar el botón de Calcular. Posteriormente podrá ver las características de
la antena, como la directividad, ancho de haz, ancho de banda e impedancia de
entrada de la antena.

Figura 1: Interfaz del Programa “Análisis de Antenas”
Antenas alámbricas
Las antenas alámbricas están compuestas por 1 o más hilos conductores. Las
antenas de alambre podrán ser las más viejas, más baratas y más simples, pero
su versatilidad para una variedad de aplicaciones las hace fundamentales para
las comunicaciones modernas.
El Dipolo
La expresión para el patrón de radiación de un Dipolo es la siguiente:
El lector atento habrá notado un detalle interesante: este patrón de campo sólo
es una función de θ, no de φ. Esto quiere decir que, en un plano horizontal,
donde θ es constante, F tendrá la misma magnitud para toda dirección de φ. La
antena Dipolo es, entonces, un ejemplo de antena omnidireccional. En la
Figura 1, puede apreciarse los patrones de radiación, tanto en el plano
horizontal cómo en el plano vertical, respectivamente.

Figura 2: Patrones de radiación para una antena Dipolo: (a) horizontal y (b) vertical
El Dipolo Corto
El primer caso especial del Dipolo que se explorará es el Dipolo corto, la más
simple de todas las antenas. Se clasifica a un Dipolo como “Dipolo corto”,
cuando su longitud L es menos de una décima de longitud de onda λ (o sea,
L< λ/10).
Estas antenas tienden a ser poco eficientes, y presentan una impedancia de
entrada que dificulta mucho la adaptación a una línea de transmisión. Se
utilizan en aplicaciones de banda estrecha.
El Dipolo de Media Longitud de Onda
El Dipolo de λ/2 es la antena Dipolo más utilizada. Por ejemplo, si se
transmite a 300 MHz, la longitud de onda sería λ = c/f =1 m, y la longitud del
Dipolo de λ/2 sería de 0.5 m.
La gran ventaja del Dipolo de λ/2 es que al hacer un poco más corto el Dipolo
(alrededor de 0.47 λ ó 0.48 λ), éste se vuelve resonante (la reactancia XA= 0),
y su impedancia total ZA se acerca a los 70 Ohms, lo cual implica que la
antena se puede adaptar muy bien por sí sola a las líneas de transmisión
estándar de 50 y 75 Ohms.

Monopolo
La antena Monopolo se define de manera muy sencilla: es un Dipolo cortado a
la mitad y montado sobre un plano conductor aterrizado, desde donde es
alimentada la antena. Asumiendo que el plano es infinito y un conductor
perfecto, se puede usar la Teoría de Imágenes para encontrar los campos sobre
el plano conductor utilizando la antena equivalente en el espacio libre, así
como se ve en la Figura 3(b). Ese equivalente es una antena Dipolo de dos
veces la altura h del Monopolo.
Figura 3: (a) Antena Monopolo sobre un plano conductor perfecto y (b) su imagen
equivalente
Las corrientes en el Monopolo son las mismas que en su Dipolo equivalente,
pero el voltaje entre terminales de entrada de la antena sólo es la mitad. Por lo
tanto, la impedancia de entrada de un Monopolo es la mitad que la de su
Dipolo equivalente:
La forma del patrón de radiación será idéntica que la del Dipolo, con la
salvedad que el Monopolo sólo radia en el hemisferio superior. Como sólo hay
campos radiados en la mitad superior, la potencia total radiada es la mitad de
la del Dipolo, lo cual implica que la directividad del será el doble:

Ya que el Monopolo es la mitad del tamaño que su contraparte en Dipolo,
éstos son atractivos cuando se necesita una antena más pequeña. El Monopolo
de cuarto de longitud de onda (λ/4) es tal vez la antena más utilizada en los
sistemas de comunicación inalámbricos y es utilizada en automóviles, trenes,
teléfonos inalámbricos, y era la antena de elección para los teléfonos celulares
(actualmente se le está reemplazando por la antena de Parche y sus múltiples
variedades). La antena equivalente para este Monopolo de λ/4 es el Dipolo de
media longitud de onda.
PRÁCTICA
1. Inicie el programa Análisis de Antenas. Asegúrese de que esté
seleccionada la antena Dipolo.
2. Ingrese en el panel de Variables de Diseño las siguientes entradas y
presione Calcular.
NOTA: Utilizando la combinación Ctrl+S, puede realizar una captura
de pantalla.
Pregunta 1: En base a lo discutido en la teoría, ¿se puede decir que éste es un
Dipolo Corto?
Pregunta 2: ¿Cuál es la directividad (en dB) de este Dipolo corto? ¿Cuáles
son sus anchos de haz?

Pregunta 3: ¿Por qué el ancho de banda de este Dipolo corto aparece como
0%? Pista: Revise la impedancia de entrada y compárela con la impedancia
de la línea de transmisión que ingresó.
3. Ahora, en el panel de Variables de Diseño, cambie la longitud del
Dipolo de 0.01 m a 0.5 m. Vuelva a presionar Calcular.
Pregunta 4: Según lo visto en la teoría, ¿qué tipo de Dipolo es éste?
Pregunta 5: ¿Cuál es la directividad (en dB) de este Dipolo y cómo se
compara con la del Dipolo corto que analizó anteriormente? ¿Cuáles son sus
anchos de haz?
Pregunta 6: ¿Cuál es la impedancia de entrada para este Dipolo? ¿Es más o
menos ventajosa esta impedancia que la del Dipolo corto? ¿Por qué?
4. En el panel de Variables de Diseño, cambie la longitud del Dipolo de
0.5 m a 0.48 m.
Pregunta 7: ¿Qué sucedió con la impedancia de entrada?
5. Ahora, modifique la longitud del Dipolo con variaciones pequeñas (en
el orden de 0.001), hasta que la parte reactiva de la impedancia sea muy
cercana a cero.
Pregunta 8: ¿Por qué es útil que la parte reactiva de la impedancia sea casi
cero?
6. Ahora, introduzca en el panel de Variables de Diseño las siguientes
entradas y presione Calcular.

Pregunta 9: ¿Cómo se compara este ancho de banda con el ancho de banda
obtenido en el paso 3?
7. Ahora cambie el radio de Dipolo de 1 mm a 10 mm y presione
Calcular. Llene la Tabla 1, utilizando los datos de ancho de banda
obtenidos en los pasos 3, 6 y 7.
Tabla 1
Radio de Dipolo Ancho de banda (%)
0.1 mm
1 mm
10 mm
Pregunta 9: ¿Qué sucedió con el ancho de banda ahora? ¿En base a lo
observado, qué relación puede decir que existe entre el radio del Dipolo y su
ancho de banda?
presione Calcular:
Pregunta 10: ¿Qué sucedió con la impedancia de entrada? ¿Qué clase de
problemas nos daría una impedancia de este valor?
Pregunta 11: Compare las directividades obtenidas en los pasos 2,3 y 8.
Anótelas en la siguiente tabla:

Tabla 2
Longitud
(en metros)
Longitud
(en λ) Directividad
0.01
0.5
1
¿Cuál es la relación entre la directividad de la antena y su longitud?
9. Ahora cambie la selección de antena a Monopolo. Escriba las siguientes
entradas y presione Calcular.
Pregunta 12: Compare las características de este Monopolo de λ/4 con las
características del Dipolo de λ/2. ¿Se ajustan los resultados a lo discutido en la
teoría del Monopolo? ¿Por qué?
1. Las capturas de pantalla de los pasos 2, 3, 8, y 9.
2. Las 12 preguntas con sus respectivas respuestas, y las tablas
completadas.
3. Usando la información obtenida del programa, complete la siguiente
tabla general:

Dipolo corto
Dipolo de
L=λ/2 Dipolo de L= λ
Monopolo de
L=λ/4
Directividad
Ancho de haz horizontal
Ancho de haz vertical
Impedancia de entrada
Ancho de banda (%)
Antes de empezar esta práctica, deberá entregar a su instructor (de manera
individual) una hoja que contenga las siguientes preguntas, con sus respectivas
respuestas:
1. Investigue sobre las aplicaciones de las antenas Dipolo y Monopolo en
las telecomunicaciones actuales. Enumere 5 aplicaciones para cada una.
2. ¿Qué quiere decir que una antena sea más directiva que otra?
3. ¿Qué es un dBi?

GUÍA 3
Antenas de Bocina
OBJETIVOS
 Comparar el ancho de haz teórico de una antena de Bocina con su ancho
de haz real.
 Conocer las variables de diseño de la antena de Bocina, y observar
cómo afectan las características de radiación y funcionamiento de la
antena.
 Aprender sobre el diseño de una Bocina óptima.
LISTA DE MATERIALES
 1 multímetro (que pueda medir AC)
 1 generador de microondas con Klystron
 1 antena de bocina con transmisor de microondas
 1 antena de bocina receptora.
 2 bases con trípode
 Adaptador BNC
 3 reglas para montaje
 Cables conectores para el multímetro
 1 transportador
 1 escuadra
 1 metro
TEORÍA
Las bocinas son una de las antenas de microondas más comunes, sobre todo
para los casos en que se utilizan guías de onda. Y es que en esencia, la antena
de Bocina es una guía de onda cuyas paredes fueron dobladas hacia afuera.
Las bocinas se utilizan como elementos de alimentación para reflectores
parabólicos y lentes, y también sirven como el estándar universal para
calibración y medidas de ganancia de otras antenas. Su uso tan extendido se

debe a su relativamente sencilla construcción, fácil alimentación, versatilidad,
ancho de banda extenso, bajo VSWR y buena ganancia.
Para esta práctica de laboratorio, nos interesa analizar una Bocina Piramidal,
como la que se mira en la Figura 1.
Figura 1: Geometría de la Bocina piramidal
La ganancia de la antena de Bocina Piramidal está dada por:
donde A y B representan las dimensiones de la boca de la antena, y εap
representa la eficiencia de la apertura. Para una bocina piramidal diseñada de
manera óptima, esta eficiencia es del 51%.
Para diseñar una antena de Bocina, se debe saber la ganancia G deseada y las
dimensiones a y b de la guía de onda. El objetivo del diseño es determinar el
resto de las dimensiones de la antena (A , B, RE, RH, E
 , H
 ) de tal manera que
la ganancia sea óptima.
Las dimensiones óptimas A y B de la apertura, para una longitud ya dada de R1
y R2 están dadas por las siguientes fórmulas:

Para que una Bocina Piramidal sea físicamente realizable, RE = RH.
Considerando esta condición y las fórmulas dadas anteriormente, se puede
obtener la siguiente ecuación:
La cual se conoce como la Ecuación de Diseño de la Bocina Piramidal
Óptima.
PRÁCTICA
El generador de microondas que se está utilizando tiene una frecuencia de
9.45 GHz, así que la longitud de onda es 3.18 cm.
1. Conecte la antena transmisora a su generador de microondas, y la
antena receptora al multímetro, así como se muestra en la Figura 1. La
antena de recepción debería tener un transportador en su base.
Asegúrese que el generador de microondas utilice una modulación
senoidal e interna (usando los botones que se encuentran arriba del
botón verde de on/off).
Figura 2: Montaje transmisor y receptor de microondas.

2. Apunte la antena de recepción exactamente en la dirección de 0º del
transportador.
NOTA: Si apuntó correctamente la antena, el voltaje recibido debería
ser el máximo posible, comparado con otros ángulos de apuntamiento.
3. Apunte el voltaje recibido en la primera fila de la Tabla 1.
Tabla 1
Voltaje máximo (V)
Voltaje de media potencia (V)
Vmedia=Vmáx*0.7071
4. Multiplique el voltaje máximo por 0.7071, y anote el valor en la Tabla 1
5. Gire la antena de recepción sobre su propio eje, y busque el ángulo para
el cual el voltaje recibido sea igual al voltaje de media potencia que
calculó en el paso anterior. Puede auxiliarse de la escuadra para medir
el ángulo.
6. Una vez que haya encontrado el ángulo, multiplíquelo por dos para
encontrar el ancho de haz horizontal de la antena. Anote este valor en la
Tabla 2.
Tabla 2
Ancho de haz medido (º)
7. Apague y guarde todo el equipo, a excepción de la antena de Bocina
receptora. Utilice el metro para medir las dimensiones de antena. Debe
medir:
a. El ancho de la apertura (A)
b. La altura de la apertura (B)
c. El ancho de la guía de onda (a)
d. La altura de la guía de onda (b)
e. El radio R1
f. El radio R2
Estas dimensiones pueden verse en la Figura 1.

NOTA: No puede medir directamente R1 y R2. Para encontrarlos,
deberá medir primero RE y RH. Una vez que los haya encontrado,
calcule R1 y R2 con las siguientes fórmulas:
8. Complete la siguiente tabla.
Tabla 3 Longitud (en cm) Longitud (en λ)
Ancho de apertura (A)
Altura de apertura (B)
Ancho de guía de onda (a)
Altura de guía de onda (b)
Radio R1
Radio R2
9. Abra el programa Análisis de Antenas y seleccione la antena de Bocina
del menú. En el panel de Variables de Diseño, ingrese los datos
anotados en la Tabla 3. Presione Calcular.
10. Observe el valor de Ancho de haz horizontal, y anótelo en la Tabla 4.

Tabla 4
Ancho de haz calculado (º)
Pregunta 1: ¿Corresponde el ancho de haz medido de la Tabla 2, con el ancho
de haz calculado de la Tabla 3? Si no es así, ¿qué podría haber afectado su
medición?
11. Ahora escriba los siguientes datos en el panel de Variables de Diseño,
y presione Calcular.
12. Anote el valor de directividad dado, en la primera fila de la Tabla 4.
Tabla 4
Directividad de bocina con
R1=R2=12 cm
Directividad de bocina óptima
Directividad de bocina con
R1=R2=24 cm
13. Utilizando las fórmulas de Bocina óptima especificadas en la teoría,
calcule los valores óptimos de A y B.
14. Substituya esos valores de A y B en el panel de Variables de Diseño
del programa, y presione Calcular.
15. Anote el nuevo valor de directividad dado en la segunda fila de la
Tabla 4.

Pregunta 2: ¿Qué sucedió con la directividad al utilizar las dimensiones A y B
de una Bocina óptima?
Pregunta 3: ¿Para qué sirven entonces las fórmulas para A y B de la Bocina
óptima?
16. Ahora pruebe hacer la bocina un poco más larga, aumentando los
valores de R1 y R2 en el programa a 24 cm. Presione Calcular.
Pregunta 4: ¿Qué sucedió con la directividad al aumentar R1 y R2?
1. Las capturas de pantalla de los pasos 9, 11, 14 y 16
2. Las 4 preguntas con sus respectivas respuestas.
3. Todas las tablas completadas.
CUESTIONARIO
1. Se pretende diseñar una Bocina Piramidal óptima en la banda X, a una
frecuencia de 9.45 GHz y con una ganancia de 20 dB. Las dimensiones
estándar para una guía de onda rectangular en esta banda son de 0.9x0.4
pulgadas. Utilizando la Ecuación de Diseño de la Bocina Piramidal,
calcule las dimensiones A, B, RE, RH óptimas.
2. En una Bocina Piramidal óptima, al aumentar las dimensiones de la
boca (A, B), manteniendo sus longitudes R constantes,
a. La directividad aumenta
b. La eficiencia aumenta
c. La directividad disminuye
d. El área efectiva se mantiene constante
3. En una Bocina Piramidal óptima con A=B.
a. R1=R2
b. 2*R1=3*R2
c. 3*R1=2*R2
d. R1=2*R2

4. Investigue un poco sobre las bocinas corrugadas. ¿Cuál es su principal
ventaja sobre las bocinas convencionales? ¿Cuál es su aplicación
principal en las telecomunicaciones?
Entregue a su instructor (individualmente), una hoja que contenga las
siguientes preguntas, con sus respectivas respuestas:
1. Investigue las aplicaciones de la antena de Bocina.
2. ¿Qué es una guía de onda?
3. ¿Qué son los modos de propagación? ¿Cuál es el modo dominante de
una guía de onda rectangular?

GUÍA 4
Reflectores Diédricos y Parabólicos
OBJETIVOS
 Conocer las variables de diseño de un Reflector Diédrico, y observar
antena.
 Conocer las variables de diseño de un Reflector Parabólico, y observar
antena.
LISTA DE MATERIALES
TEORÍA
Para comunicaciones a grandes distancias y radares de alta resolución, se
necesitan antenas de muy alta ganancia que produzcan un haz estrecho. Para
aumentar la ganancia, se necesitan geometrías que permitan focalizar la
energía radiada en regiones angulares cada vez más pequeñas. Con ese
propósito es que se utilizan los reflectores: se colocan frente a un radiador
primario (dipolo, boca de guía, bocina) y concentran la energía de ese radiador
en un haz más estrecho, de alta directividad. Los sistemas de reflector se
emplean en una variedad de aplicaciones, como enlaces de microonda, rastreo
y comunicaciones satelitales, radares y radio astronomía.
Reflector Diédrico
Una forma sencilla de concentrar la radiación de un Dipolo es mediante un
Reflector Diédrico. Para la mayoría de aplicaciones prácticas, el reflector
presenta un ángulo de 90º entre placas. Estos reflectores se utilizan como

elementos receptores para televisión.
Figura 1: Geometría para el reflector diédrico de 90º grados: (a) vista de perspectiva,
(b) vista de lado, (c) reflector con sus imágenes
La geometría del problema puede apreciarse en la Figura 1(a) y 1(b).
Asumiendo placas conductoras perfectas de tamaño infinito (o cuando menos,
muy grande comparado con λ), se puede analizar este problema utilizando la
Teoría de Imágenes. Para el análisis de un reflector con un doblez de 90º, se
utilizan 3 imágenes, así como se ve en la Figura 1(c). Para cumplir con las
condiciones de frontera del problema, las corrientes de los elementos 1 y 3
están en fase con el Dipolo original, mientras que las corrientes de los
elementos 2 y 4 tienen un desfase de 180º con respecto a original.
La directividad de este sistema incrementará hasta unos 9-12 dBi,
dependiendo de la separación s entre el Dipolo y la arista. Una separación más
pequeña da mayor directividad, pero reduce el ancho de banda, mientras que
una separación más grande reduce la directividad. Cuando se tiene una
separación mayor a 0.7λ, comienzan a aparecer lóbulos secundarios
indeseados en el patrón de radiación. Por estas razones, se recomienda
mantener la separación s entre 0.25 λ y 0.7λ. Una separación de 0.5 λ
representa un buen balance entre ancho de banda y directividad (que llega casi
a 12 dBi), y es la que normalmente se utiliza.

Reflector Parabólico
Sin lugar a dudas, los reflectores más populares son los Reflectores
Parabólicos, que pueden lograr ganancias superiores a los 30 dBi. El principio
de su funcionamiento, heredado de la óptica, consiste en concentrar la
potencia incidente en el reflector sobre una fuente primaria situada en su foco.
La fuente primaria (el alimentador) es habitualmente una antena de Bocina de
apertura circular, en especial las conocidas como Bocinas corrugadas.
A diferencia de las antenas resonantes como el Dipolo, cuya longitud
usualmente es de media longitud de onda, los Reflectores Parabólicos son
mucho más grandes que su longitud de onda de operación. La distancia entre
el alimentador y el reflector también es de varias longitudes de onda. Las
típicas antenas Parabólicas pequeñas operan a frecuencias de 2 a 28 GHz.
Pueden llegar a operar incluso en la región VHF (30-300 MHz), pero
necesitarían ser reflectores bastante grandes.
Figura 2: Geometría para el reflector parabólico
Los parámetros fundamentales de una parábola son su diámetro d y el foco f.
La parábola tiene dos propiedades fundamentales que dan lugar a su patrón de
radiación altamente directivo:
• Todos los rayos originados desde el punto focal O viajan hacia una misma
dirección luego de ser reflejados por la parábola. En otras palabras, los rayos
reflejados son paralelos entre sí. Se dice que los rayos están colimados.

• La distancia que cada rayo viaja desde el punto focal al reflector y de vuelta
al plano de apertura es la misma para todo rayo. Esta distancia se mantiene
siempre constante a 2f.
Como resultado, los ondas en la apertura del reflector estarán en fase y
viajando en la misma dirección. Ésto es lo que da lugar a un patrón de
radiación tan directivo. Los reflectores tienen un ancho de banda muy amplio.
Es más, en la práctica, el ancho de banda de un sistema de reflector
usualmente se ve limitado por el ancho de banda de la antena alimentadora.
La ganancia del reflector parabólico puede calcularse aproximadamente con la
siguiente ecuación:
donde εap es la eficiencia de la apertura, cuyo valor usualmente estará entre 0.6
y 0.7 para una reflector bien diseñado. Un parámetro clave para determinar
esta eficiencia de antena es la relación entre el foco y el diámetro de la antena,
f/d. Tanto una relación f/d muy baja como una muy alta disminuyen la
eficiencia de antena. Por eso se recomienda un f/d entre 0.25 y 0.5
PROCEDIMIENTO A - DIPOLO C/REFLECTOR
1. Inicie el programa Análisis de Antenas. Asegúrese de que esté
seleccionada la antena Dipolo c/Reflector.
presione Calcular.

NOTA: Puede utilizar la combinación Ctrl+S para obtener una captura
de pantalla del programa. Anote los valores de directividad y ancho de
banda en la Tabla 1.
Tabla A1
Separación s (en λ)
Directividad (dBi) (s=0.5 m)
Ancho de banda (%) (s=0.5 m)
Pregunta 1: ¿En qué se diferencia este patrón de radiación con el patrón de un
Dipolo normal?
Pregunta 2: ¿Por qué esta directividad es mayor que la directividad de un
Dipolo normal?
3. Ahora, en el panel de Variables de Diseño, cambie la distancia del
reflector de 0.5 m a 0.3 m. Vuelva a presionar Calcular.
4. Anote los valores en la Tabla 2.
Tabla A2
Directividad (dBi) (s=0.3 m)
Ancho de banda (%) (s=0.3 m)
Pregunta 3: ¿Qué sucedió con la directividad al aumentar el ancho de banda?
Pregunta 4: ¿Recomendaría utilizar el sistema de reflector con una separación
de s = 0.3λ ó de s = 0.5λ? ¿Por qué?
5. En el panel de Variables de Diseño, cambie la distancia al reflector de
0.3 m a 1 m.
6. Anote los valores de directividad y ancho de banda en la Tabla 3.
Tabla A3
Directividad (dBi) (s=1 m)
Ancho de banda (%) (s=1 m)

Pregunta 6: ¿Recomendaría utilizar el sistema de reflector con una separación
de s = 1λ? ¿Por qué?
PROCEDIMIENTO B – REFLECTOR PARABÓLICO
1. Seleccione el tipo de Antena de Reflector Parabólico.
2. Introduzca en el panel de Variables de Diseño las siguientes entradas y
presione Calcular:
NOTA: En los campos de Offset y Tilt feeder escriba 0.00001 en lugar de sólo
0. El programa está validado para no aceptar ceros.
3. Repita el paso 2 para valor de Foco y Distancia feeder de 0.4, 0.5, 0.6,
0.8 y 1 m. Asegúrese que los valores de Foco y Distancia feeder
siempre sean iguales. Complete la siguiente tabla:
Tabla B1
Relación f/d Directividad

Pregunta 1: ¿Cuál parece ser el valor de la relación f/d que da una mayor
directividad?
4. Ingrese en el panel de Variables de Diseño las siguientes entradas:
Pregunta 2: ¿Qué sucede cuando la Distancia de feeder no es la misma que la
del Foco? ¿Por qué?
5. Ingrese en el panel de Variables de Diseño las siguientes entradas:
Pregunta 3: ¿Qué diferencia nota en el patrón de radiación de la antena con
estos parámetros, comparado con el patrón de las antenas en los pasos
anteriores?

6. Cambie el valor de Tilt feeder a 0º y presione Calcular. Observe los
resultados. Repita para un ángulo de 30º.
Pregunta 4: ¿Cómo se afecta el patrón de radiación y la directividad de la
antena si el Tilt feeder no es de 45º? ¿Por qué?
Pregunta 5: En base a los resultados obtenidos en esta práctica, ¿qué puede
concluir sobre la colocación del alimentador (feeder)?
7. Ingrese las siguientes entradas en el panel de Variables de Diseño, y
presione Calcular:
8. Repita el paso 7 para valores de frecuencia de 1, 1.5, 2, 2.5 y 3 GHz.
Complete la siguiente tabla:
Tabla B2
Frecuencia (GHz) Directividad
0.5
1
1.5
2.5
3
Pregunta 6: ¿Como varía la directividad en relación a la frecuencia de
operación?

4. Las capturas de pantalla de los pasos A2, A3, A5, B2, B4, B5, B7.
6. Todas las tablas de datos completadas.
respuestas:
1. ¿En qué se diferencian las antenas de Reflector de las antenas que se
han visto anteriormente en este laboratorio?
2. ¿Cuál es la antena de Reflector más grande que ha visto? ¿Por qué tiene
que ser tan grande?

GUÍA 5
La Antena Yagi-Uda
OBJETIVOS
 Conocer las variables de diseño de la antena Yagi-Uda, y observar
antena.
 Observar las características del Monopolo de un cuatro de longitud de
onda.
LISTA DE MATERIALES
TEORÍA
Agrupaciones de Antenas
Ciertas aplicaciones requieren características de radiación que no pueden
lograrse con un solo elemento. Sin embargo, con la combinación de varios
elementos radiantes se puede obtener una flexibilidad que permita obtener esa
radiación deseada. Esta agrupación de antenas (en inglés, antenna array) se
analiza como una sola unidad; sus campos radiados son la suma de los campos
radiados por cada uno de sus elementos.
La antena Yagi-Uda
La antena Yagi-Uda es una agrupación de Dipolos, en la cual se tiene un único
Dipolo alimentado por la línea de transmisión, el elemento activo, mientras
que los demás Dipolos son elementos parasíticos, cuyas corrientes son
inducidas por acoplamiento mutuo con el elemento activo.
Las agrupaciones Yagi-Uda son muy comunes en la práctica porque son
livianas, fáciles de construir, económicas y típicamente presentan ganancias
mayores a 10 dBi. Se utilizan en las bandas de HF (3-30 MHz), VHF (30-300

MHz), y UHF (300-3,000 MHz), para aplicaciones de radiodifusión de
televisión, estaciones de radioaficionados y radioenlaces punto a punto.
Figura 1: Estructura de Antena Yagi-Uda
La geometría del problema puede verse en la Figura 1. El elemento activo es
normalmente un Dipolo resonante, o sea que su longitud es un poco menor a
0.5λ (entre 0.45λ y 0.5λ). Los elementos parasíticos que se colocan en la
dirección del haz principal de la antena se conocen como directores y su
función principal es conducir la radiación del elemento activo en la dirección
deseada. En la Figura 1, son los elementos que se ubican a la derecha del
elemento activo. La longitud de los directores oscila entre un 0.38λ y 0.45λ,
siendo típicamente entre un 5% ó 10% más corto que el elemento activo.
Agregar más directores a la antena siempre aumenta la ganancia, pero entre
más directores se agreguen, menor será la mejora aportada por cada director
adicional. Por ejemplo, mientras que el primer director puede aportar un
incremento de hasta 3 dB en la ganancia de la antena, el noveno director sólo
aporta una mejora inferior a 0.5 dB. Normalmente se utilizan de 6 a 12
directores.
Los elementos parasíticos que se colocan en dirección del haz trasero son los
reflectores, y su función es reducir la radiación en la dirección trasera,
mejorando así la relación delante-atrás (front-to-back ratio en inglés) de la

antena. Para cumplir su función correctamente, los reflectores deben ser más
largos que el elemento activo. Su longitud oscila entre 0.5λ y 0.52λ, siendo
típicamente un 5% más largo que el elemento activo. Las agrupaciones Yagi-
Uda tienen normalmente sólo un reflector; agregar más de un reflector no
mejora significativamente el rendimiento de la antena.
Usualmente, la separación óptima entre el elemento activo y el reflector es de
0.25λ. La separación entre directores suele estar entre 0.2λ y 0.4λ y no
necesariamente tiene que ser la misma para todos los directores. Es más, los
diseños óptimos de antenas Yagi-Uda tienen directores de distintas longitudes
y distintas separaciones entre sí. Pero por motivos de simplicidad, en el
programa de Análisis de Antenas se asumen directores de una misma longitud
y separación entre sí.
Figura 2: Patrones de radiación, calculados por el programa, para una antena Yagi-
Uda de 15 elementos en (a) el plano horizontal y (b) el plano vertical
PRÁCTICA
1. Inicie el programa Análisis de Antenas. Seleccione la antena Yagi-Uda
presione Calcular.

A continuación aparecerá una ventana de diálogo como la siguiente:
En No. de Directores, seleccione el número 3, y en la opción de
Precisión seleccione Buena, y presione Continuar. Espere a que se haga
el cálculo, y se vea los parámetros resultantes.
de pantalla.
Pregunta 1: En términos de λ, ¿cuánto mide el elemento radiador?
3. Repita el paso 2 para los siguientes valores de No. de Directores: 3, 6,
9, 12, 15, 18, y anote la directividad y la relación delante-atrás calculada
para cada caso en la siguiente tabla:

Tabla 1
No. Directores Directividad
Relación
delante atrás
3
6
9
12
15
18
Pregunta 2: ¿Qué relación hay entre la directividad de la antena Yagi-Uda y
su número de directores? ¿Qué relación existe entre el número de
directores y la relación delante-atrás?
Pregunta 3: Puede notar que en la Tabla 1 va aumentando el número de
directores de manera uniforme (de tres en tres). ¿La directividad de la
antena también cambia de manera uniforme?
presione Calcular:
Cuando aparezca la segunda ventana para datos, seleccione 8 como No.
de Directores y seleccione una Precisión de Normal.

Repite este paso para los siguientes valores de S1: 0.2, 0.25, 0.3, 0.35,
0.4, anotando los valores de directividad calculados en cada caso, en la
siguiente tabla:
Tabla 2
Distancia S1
(en m)
Distancia S1
(en λ) Directividad
Relación
delante atrás
0.15 m
0.2 m
0.25 m
0.3 m
0.35 m
0.4 m
Pregunta 4: S1 es la distancia entre el radiador (el elemento activo) y el
reflector. ¿Qué relación hay entre S1 y la directividad de la antena? ¿Qué
relación hay entre S1 y la relación delante-atrás?
5. Ingrese en el panel de Variables de Diseño las siguientes entradas, y
presione Calcular:
Cuando aparezca la segunda ventana de ingreso de datos, indique un
número de 3 directores, y una Precisión Buena.

Complete la siguiente tabla comparativa con los datos calculados de
directividad y relación delante atrás para este caso, y con los datos
obtenidos en el Paso 2:
Tabla 3
Longitud
Reflector
Longitud
Radiador Directividad
Relación
delante atrás
Paso 2 0.5 m 0.47 m
Paso 5 0.45 m 0.5 m
Pregunta 5: En el caso del Paso 2, el reflector es más largo que el radiador,
mientras que en el caso del Paso 5, el radiador es más largo que el reflector.
¿Cuál de estos casos tiene mayor directividad y relación delante-atrás?
Pregunta 6: Con base en su respuesta a la Pregunta 5: ¿cómo diseñaría usted
una antena Yagi-Uda? ¿haría el reflector más largo que el radiador, o
viceversa?
1. Las capturas de pantalla de los pasos 2, 4 y 5.
3. Las 3 tablas completas.
CUESTIONARIO A ENTREGAR EN REPORTE
1. La impedancia de una antena Yagi-Uda suele ser muy baja. Investigue
que se hace para aumentar la impedancia y adaptarla bien a las líneas de
transmisión. Se sugiere buscar en la literatura indicada para este curso
o en el sitio web http://www.antenna-theory.com.
respuestas:
1. ¿Qué es una agrupación de antenas?

2. ¿La antena Yagi-Uda es una agrupación de antenas? Si lo es, ¿de qué
tipo de antena está compuesta?
3. Mencione 3 aplicaciones comunes de la antena Yagi-Uda.
4. Investigue el concepto de impedancia mutua.

GUÍA 6
La Antena de Parche
OBJETIVOS
 Conocer las variables de diseño de la antena de Parche, y observar
antena.
LISTA DE MATERIALES
TEORÍA
Antena de Parche
La tecnología de circuitos impresos utiliza líneas de transmisión microcinta
(microstrip). En los años 70, se vio que estas líneas de microcinta podían ser
utilizadas como antenas, y así fue como surgieron las antenas de Parche. Estas
antenas están compuestas por un parche metálico dispuesto sobre un sustrato
dieléctrico colocado encima de un plano metálico. El parche puede tomar una
variedad de formas, pero las más comunes son las rectangulares y circulares.
En esta guía, se analizan los Parches Rectangulares únicamente.
Las antenas de Parche son populares a frecuencias de microondas por su bajo
perfil, bajo peso, su fabricación simple y económica así como su versatilidad
en términos de frecuencia resonante, polarización, patrón de radiación e
impedancia. Se utilizan en aviones, naves espaciales, satélites, misiles,
teléfonos móviles y otras formas de comunicación inalámbrica. Las
desventajas de las antenas de Parche son su baja eficiencia, limitada potencia,
baja pureza de polarización y su reducido ancho de banda (por ser antenas
resonantes), que usualmente es un porcentaje muy reducido.

Figura 1: Geometría de antena de Parche Rectangular
En la Figura 1, se puede apreciar la geometría de la antena de Parche
Rectangular. El parche está alimentado por una línea de transmisión de
microcinta. Tanto la línea de transmisión, el parche, y el plano conductor están
hechos de un material de alta conductividad, como el cobre. Las dimensiones
del parche son la longitud L y el ancho W. Ese parche está colocado sobre un
sustrato dieléctrico con una permitividad relativa εR y un grosor de h, que
usualmente es mucho más pequeño que la longitud de onda.
En los bordes del parche, se pueden apreciar líneas de campo. Estas regiones
se analizan como aperturas radiantes y son la clave para describir la radiación
y la impedancia de la antena de Parche.
Alimentación del parche por inserción de línea de transmisión
El programa sólo considera el caso de un parche alimentado por una línea
microstrip, así como se ve en la Figura 1. La impedancia de entrada de una
antena alimentada de esta forma es algo elevada (alrededor de 300 Ohms).
Para resolver el problema de la impedancia, se alimenta el parche más cerca
de su centro, porque las corrientes en el centro del parche son más altas y así
se puede lograr una impedancia de entrada menor (Z=V/I). Una manera de
lograrlo es utilizar una alimentación de línea microstrip por inserción, así
como se ve en la Figura 2(b). En este caso, la profundidad de inserción y0 es la
que dicta la nueva impedancia.

Figura 2: Alimentación de antena de Parche con línea microstrip (a) por conexión
directa a la antena y (b) por inserción de la línea
Esta alimentación por inserción hace que la impedancia de entrada original se
multiplique por un factor de  
L
y 
0
2
cos . La nueva impedancia de entrada
estará dada entonces por:
donde ZA(y=0) representa la impedancia de entrada original, con conexión
directa al parche, así como se muestra en la Figura2(a).
PRÁCTICA
1. Inicie el programa Análisis de Antenas. Seleccione la antena
Microstrip.
presione Calcular.

de pantalla.
NOTA: El valor de Y0 es un 0, pero para realizar el cálculo se pide que
lo escriban un valor muy pequeño, como 0.000001.
3. Repita el paso 2 para los siguientes valores de altura h: 0.125 cm, 0.625
cm, 1.25 cm, 2.50 cm y anote el ancho de banda calculado para cada
caso en la siguiente tabla:
Tabla 1
Altura (en cm) Altura (en λ)
Ancho de
banda
0.125 cm
0.250 cm
0.625 cm
1.25 cm
2.50 cm
Pregunta 1: ¿Qué relación hay entre ancho de banda y la altura de la antena?
presione Calcular:

5. Repita este paso para los siguientes valores de εR: 2.2, 4.8, 6, 9.2, 10.8,
anotando los valores de directividad calculados en cada caso, en la
siguiente tabla:
Tabla 2
εR
Directividad
(dB) Ancho de banda L W
2.2
4.8
6
9.2
10.8
Pregunta 2: ¿Qué relación hay entre la permitividad relativa del sustrato εR y
su ancho de banda y directividad?
Pregunta 3: ¿Qué relación hay entre εR y las dimensiones del parche (L y W)?
Pregunta 4: Considerando las respuestas a las preguntas 2 y 3, ¿por qué sería
ventajoso aumentar la permitividad del sustrato? ¿Cuáles características de la
antena se ven afectadas negativamente al aumentar la permitividad?
6. Ingrese en el panel de Variables de Diseño las siguientes entradas, y
presione Calcular:

7. Anote la impedancia de entrada que aparece en el cálculo anterior en la
primera línea de la siguiente Tabla:
Tabla 3
Inserción de
línea de
transmisión
Y0 (en cm) Y0 (en λ)
Impedancia de
entrada
(Ohms)
0.000001
50
8. Modifique la variable Y0 y presione Calcular. Repita hasta que se
acerque lo más posible a un valor de impedancia de entrada de 50
Ohms. Anote ese valor de Y0 en la Tabla 3.
Pregunta 5: ¿Qué característica de la antena nos ayuda a cambiar el Y0? ¿Por
qué es útil poder cambiar esa característica?
4. Las capturas de pantalla de los pasos 2, 4 y 6.
6. Las 3 tablas completas.

respuestas:
1. ¿Qué es una onda transversal electromagnética (onda TEM)?
2. Enumere los tres tipos de línea de transmisión más comunes que
propagan ondas TEM.
Pista: Las respuestas a las preguntas 1 y 2 pueden ser encontradas
fácilmente en cualquier libro de electromagnetismo PARA
INGENIERÍA.
3. ¿Qué es una línea de transmisión de microcinta (microstrip) y cómo
funciona?

GUIA 7
Enlaces de Microonda
OBJETIVOS
 Establecer un pequeño enlace de microondas para comunicación digital
entre dos computadoras.
 Familiarizarse con antenas parabólicas reales.
 Familiarizarse con los conectores y cables utilizados en
radiofrecuencias.
LISTA DE MATERIALES
 2 computadoras (necesitará acceso de administrador para ambas
computadoras, ya que se modificarán las direcciones IP de ambas.
 2 tarjetas de Wi-Fi 802.11b para PC, marca ORiNOCO (Lucent).
 2 Outdoor Router, marca ORiNOCO. Estos “routers” sirven como un
chasis en el cual se colocará la tarjeta Wi-Fi.
 2 cables de conector tipo MC (macho) a conector tipo N (macho).
 2 antenas parabólicas de rejilla, 24 dBi
 2 adaptadores de tipo N (hembra) a tipo N (hembra).
 2 cables Ethernet (directos).
 2 Power Supply DC para el Outdoor Router. Output: 5 V DC, 5 Amps.
TEORÍA
Enlaces de Microonda
Los enlaces de microonda con línea de vista (o line of sight, LOS), proveen
conectividad de banda ancha usualmente con frecuencias portadoras
superiores a 900 MHz. En la mayoría de aplicaciones, estos enlaces sólo son
una parte de una red de telecomunicaciones, y pueden transportar los
siguientes tipos de información:

 Canales telefónicos
 Datos
 Video, en especial para teleconferencia
 Canales de televisión
 Telemetría
Actualmente la mayoría de estas aplicaciones son de microondas digitales, o
sea que se envía un mensaje digital en una portadora analógica. La única
excepción notable son las señales de televisión.
Los enlaces de microonda pueden venir en todos los tamaños y formas.
Pueden ser tan pequeños como medio kilómetro, y tan grandes como 150 km.
PRÁCTICA
1. Introduzca la tarjeta Wi-Fi en una de las dos ranuras del Outdoor
Router. Conecte el puerto Ethernet del Outdoor Router al puerto
Ethernet de una de las computadoras.
2. Conecte el power supply al Outdoor Router, y al tomacorriente.
La conexión de los pasos 1 y 2 se puede ver la Figura 1.
Figura 1: Conexiones desde el Outdoor Router

Utilice el cable de tipo MC a tipo N para conectar la tarjeta Wi-Fi con la
antena. La conexión se puede ver en la Figura 2 y en la Figura 3.
NOTA: La antena parabólica podría tener un conector tipo N macho o
hembra. En caso de que tenga un tipo N macho, debe utilizar un
adaptador de tipo N hembra a tipo N hembra.
3. Repita los pasos 1 y 2 para montar una segunda estación Wi-Fi,
conectada a la segunda computadora.
Figura 2: Conexión a la tarjeta Wi-Fi usando un conector MC (Lucent)
Figura 3: Antena conectada a la tarjeta Wi-Fi

El enlace inalámbrico está listo para usarse. Ahora sólo queda hacer las
pruebas en red de las computadoras.
TRANSFERENCIA DE ARCHIVO
Configurando direcciones IP
1. Busque el ícono de conexión que está en la esquina inferior derecha
de la pantalla. Haga click derecho en ese ícono y busque la opción de
Estado de conexión, lo cual mostrará una ventana con la información
básica sobre su conexión actual.
2. En esa ventana, haga click en el botón de Propiedades y en la
siguiente ventana seleccione Protocolo de Internet versión 4
(TCP/IPv4). Luego presione el botón de Propiedades.
3. Seleccione Usar la siguiente dirección IP, y escriba la dirección IP
estática que va a utilizar para esa computadora, y su respectiva
máscara de red.

Probando el ping
A una computadora se le asigna una dirección IP de 192.168.1.1. A la otra se
le asigna como dirección 192.168.1.2.
Previo a realizar la transferencia de archivos, se debe revisar la conectividad
entre ambas máquinas por medio de un ping, como se puede ver en la
siguiente imagen. Recuerde deshabilitar el Firewall de Windows antes del
ping, ya que éste puede bloquear las solicitudes ICMP.
Activando el protocolo FTP
Habiendo utilizado el ping exitosamente para comprobar la conectividad entre
computadoras, se procede a habilitar el protocolo FTP en las computadoras.
Para ello, debe seguir estos pasos (para Windows XP):

1. Entre a la ventana de Conexiones de red y busque el adaptador
que dice Conexión de área local, o sea, su adaptador de cable
Ethernet. No escoja los adaptadores inalámbricos. Haga click
derecho en el adaptador y busque la opción de Propiedades.
2. En Propiedades, haga click en el tab que dice Opciones
avanzadas
3. En la sección de Conexión compartida a Internet, presione el
botón de Configuración.
 En la siguiente imagen puede ver la representación de los pasos 1, 2
y 3.
4. En esta ventana se muestran los servicios que se pueden ejecutar
en su red. Para nuestro caso, seleccione la opción de Servidor de
FTP. Una vez seleccionado, apriete el botón de Modificar.
Paso 3
Paso 2
Paso 1

5. Lo único que debe hacer en esta ventana es escribir la dirección
IP de la computadora con la que va a transferir archivos.
Carpeta compartida para transferir archivos
Una vez que se complete la configuración del FTP, puede ir a sus Sitios de
Red e identificar el nombre de la computadora a la que se quiere conectar.
Ahora que el FTP está habilitado, ambas computadoras pueden utilizar las
carpetas compartidas que se encuentran por defecto en Windows para
transferirse archivos entre ellas.
Paso 4
Paso 5

Para Windows 7
Para compartir archivos en Windows 7, deberá crear un HomeGroup (Grupo
Hogar). Se le recomienda revisar el siguiente enlace de la página de
Microsoft: http://windows.microsoft.com/es-MX/windows7/help/home-sweet-
homegroup-networking-the-easy-way
1. Descripción de las actividades realizadas en la práctica y problemas
encontrados.
2. Capturas de pantalla de la transferencia de archivos.
CUESTIONARIO
1. ¿Por qué el Reflector Parabólico que utilizamos es una rejilla en lugar
de ser una superficie sólida?
Entregue a su instructor (individualmente), una hoja que contenga las
siguientes preguntas, con sus respectivas respuestas:
1. Enumere y describa 8 tipos de conectores utilizados comúnmente en el
área de Radiofrecuencias (RF). Se recomienda incluir una imagen de
cada tipo.

BIBLIOGRAFÍA
Aznar, A. C., Jofre, L., Rius, J. M., Romeu, J., Blanch, S., y Bataller, M. F.
(2002). Antenas (2da ed.). Barcelona: Edicions UPC.
Balanis, C. A. (2005). Antenna Theory: Analysis and Design (3ra ed.).
Hoboken, NJ: John Wiley & Sons.
Bataller, M. F., y Valero, A. (s.f.). Cuestiones del tema 8 - Bocinas. [Versión
electrónica]. Valencia: Universidad Politécnica de Valencia. Departamento de
Comunicaciones. Descargado de
http://www.upv.es/antenas/Documentos_PDF/Cuestiones/tema8.pdf
Bevelacqua, P. (2009-2011). Antenna-Theory.com. Descargado de
www.antenna-theory.com
Freeman, R. L. (2005). Radio System Design for Telecommunications (3ra
ed.). Hoboken, NJ: John Wiley & Sons.
Kraus, J. D. (1988). Antennas (2da ed.). New York, NY: McGraw-Hill.
Lucent Technologies. (2000, Noviembre). ORiNOCO Outdoor Antenna
Installation Guide [Versión electrónica]. Nieuwegein, Holanda.
Orfanidis, S. J. (2010, Agosto). Electromagnetic Waves and Antennas
[Versión electrónica]. Piscataway, NJ: Rutgers University. Descargado de
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Stutzman, W. L., y Thiele, G. A. (1998). Antenna Theory and Design (2da
ed.). Hoboken, NJ: John Wiley & Sons.
Villa, F. J., y González, A. S. (s.f.). Prácticas de Laboratorio de Microondas,
Satélites y Antenas [Versión electrónica]. México D.F.: Instituto Tecnológico
Autónomo de México, Departamento de Sistemas Digitales. Descargado de
http://digitales.itam.mx/Laboratorios/laboratorioMSA/Calendario.html

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