Trabajo de electiva complementaria II Docente Ing Elkin Quiñones

1. ANTENAS María Alejandra Álvarez

2. 1.- ¿Qué es una antena? Es un “conversor” entre dos medios. La antena convierte la energía electromagnética de una línea (cable) en potencia electromagnética radiada en el espacio libre. Las diversas características de la antena determinan la eficacia de esa conversión. Tipos de antenas según su forma Tienen formas variadas, hay antenas de hilos(dipolos), de apertura (bocinas), y aún más complejas como las parabólicas. En todo caso, siempre se conectan a una línea de transmisión a través de un par de terminales que será la entrada a la antena.

3. GANANCIA Relación entre la potencia a la entrada de una antena de referencia y la potencia suministrada a la entrada de la antena en cuestión, para que ambas antenas produzcan la misma intensidad de campo. La Ganancia (G) se produce por el efecto de la directividad al concentrarse la potencia en las zonas indicadas en el diagrama de radiación.

4. GANANCIA - DIRECTIVIDAD

5. FRECUENCIA Hace referencia a la cantidad de veces que un proceso periódico se repite por unidad de tiempo. El sistema internacional señala que las frecuencias se miden en Hertz (Hz). Un Hz es un proceso que se repite una vez por segundo; por eso la unidad también se conoce como ciclo por segundo (cps)

6. FRECUENCIA DE OPERACION La frecuencia de operación es la frecuencia en la que funciona u opera un dispositivo.Por ejemplo, la frecuencia de operación (la frecuencia donde funciona) el Wi-fi (802.11b) es el rango de frecuencia de 2,4 GHz.

7. Ancho De Banda De La Antena El ancho de banda de la antena se define como el rango de frecuencias sobre las cuales la operación de la antena es "satisfactoria". Esto, por lo general se toma entre los puntos de media potencia, pero a veces se refiere a las variaciones en la impedancia de entrada de la antena.

8. DIRECTIVIDAD: Se puede entender también como la habilidad de la antena para direccionar la energía radiada en una dirección especifica Omnidireccional Una antena omnidireccional con gran directividad tiene un patrón de radiación similar a un “donut” sin agujero. Directiva Una antena directiva de alta directividad tiene un patrón de radiación similar al cono de luz de un proyector. El dipolo estándar es omnidireccional 8

9. DIRECTIVIDAD

11. IMPEDANCIA Oposición que ofrece algún material o aparato a la circulación de la radio frecuencia.

12. EFICIENCIA DE LA ANTENA Este parámetro representa su capacidad para convertir la energía que recibe del trasmisor, en energía electromagnética irradiada en la frecuencia de operación.La eficiencia será más alta cuanto más baja sea la resistencia de pérdidas en relación con la resistencia de radiación. Relación entre la potencia radiada y la potencia entregada a la antena.

13. Diagrama de Radiación Una antena es capaz de orientar la energía radiada en determinadas direcciones del espacio. La radiación se concentra en un patrón con forma geométrica reconocible, que se puede representar con un diagrama de radiacióno de campo. Los diagramas de radiación son cantidades tridimensionales que involucran la variación del campo Ecomo una función de las coordenadas esféricas θy . El patrón de radiación es la forma característica en que una antena radia energía.

14. DIAGRAMA DE RADIACIÓN TRIDIMENSIONAL

15. DIPOLOS ELECTRICOS Un dipolo eléctrico está formado por dos cargas, una positiva +Q y otra negativa -Q del mismo valor, separadas una distancia d.

16. Tipos de Antenas Direccionales Omnidireccionales GuiaOnda Dipolo Yagi Colineales Discone Biquad Indian Grid (parabólicas) Helicoidales Paneles Indian

17. ANTENAS YAGI Antena direccional constituida por varios elementos paralelos y coplanarios, directores, activos y reflectores, utilizada ampliamente en la recepción de señales televisivas. Los elementos directores dirigen el campo eléctrico, los activos radian el campo y los reflectores lo reflejan Llegan a una mayor distancia, pero la señal o el haz se convierte mas delgada.

20. ANTENAS IMPRESAS Las antenas impresas consisten en un parche metálico dispuesto sobre un sustrato dieléctrico colocado encima de un plano metálico. El parche es habitualmente de forma rectangular o circular y de dimensiones del orden de media longitud de onda. Es posible, asimismo, construir agrupaciones de parches combinando líneas y radiadores impresos.

21. APLICACIONES Las aplicaciones mas importantes son para antenas de los sistemas de teledetección (sistema de radar a bordo de satélites), sistema de posición global, antenas de móviles, altímetros de aviones, aplicaciones militares y en general todos los sistemas a frecuencia de microondas.

23. REFLECTORES PARABOLICOS Los usos modernos mas comunes del reflector parabólico están dentro sistemas basados en los satélites, telescopios de reflejo, telescopios de radio, micrófonos parabólicos, y muchos dispositivos de iluminación, por ejemplo proyectores, linternas del coche, latas normales y cubiertas del LED. El reflector es el mejor candidato en las sistemas de antenas de satélites debido a su peso ligero, a su estructura simple, y a la madurez de diseño. La principal desventaja es que el reflector debe ser del tipo offset para evitar el bloqueo producido por el alimentador. El reflector offset permite un mejor control del diagrama y una disminución del acoplamiento entre el alimentador y el reflector, pero no tiene simetría de rotación, lo que limita la capacidad de exploración. En general una antena a base de reflectores puede consistir en una o más superficies reflectoras de diferentes formas: paraboloide, hiperboloide, esferoide, elipsoide o una forma general.

25. ANTENAS DE COMUNICACIÓN TERRESTRE. MICROONDAS: Se describe como microondas a aquellas ondas electromagnéticas cuyas frecuencias van desde los 500 MHz hasta los 300 GHZ o aún más. Por consiguiente, las señales de microondas, a causa de sus altas frecuencias, tienen longitudes de onda relativamente pequeñas, de ahí el nombre de “micro” ondas.

26. ANTENAS DE COMUNICACIÓN TERRESTRE. HELOCOIDALES: Es un tipo de antena que presenta un comportamiento de banda ancha. Una hélice es el resultado de bobinar un hilo conductor sobre un cilindro de diámetro constante. El espiral genera un tipo de onda direccional.

27. ANTENAS DE COMUNICACIÓN CELULARES Sectorizada: Son la mezcla de las antenas direccionales y las omnidireccionales. Las antenas sectoriales emiten un haz más amplio que una direccional pero no tan amplio como una omnidireccional. La intensidad (alcance) de la antena sectorial es mayor que la omnidireccional pero algo menor que la direccional. Para tener una cobertura de 360º (como una antena omnidireccional) y un largo alcance (como una antena direccional) deberemos instalar o tres antenas sectoriales de 120º ó 4 antenas sectoriales de 80º. Las antenas sectoriales suelen ser más costosas que las antenas direccionales u omnidireccionales.

28. ANTENAS DE COMUNICACIÓN CELULARES Omnidireccional: Orientan la señal en todas direcciones con un haz amplio pero de corto alcance. Las antenas Omnidireccionales "envían" la información teóricamente a los 360 grados por lo que es posible establecer comunicación independientemente del punto en el que se esté. En contrapartida el alcance de estas antenas es menor que el de las antenas direccionales. Yagi: Antena direccional, la cual llega a una mayor distancia pero el haz se vuelve mas delgado.

29. ANTENAS PARA ESTACION BASE Una estación base es una instalación fija de radio para la comunicación bidireccional. Se usa para comunicar con una o más radios móviles o portátiles. Las estaciones base normalmente se usan para conectar radios bidireccionales de baja potencia, como por ejemplo la de un teléfono móvil, un teléfono inalámbrico o una computadora portátil con una tarjeta WiFi. La estación base sirve como punto de acceso a una red de comunicación fija (como la internet o la red telefónica) o para que dos terminales se comuniquen entre sí yendo a través de la estación base.

30. ANTENAS MOVILES Las antenas móviles se pueden dividir en: 1.- Antenas móviles (para vehículos) 2.- Antenas marinas (para embarcaciones) 3.- Antenas portátiles (para equipos portátiles) 4.- Antenas para aviación (para aeronaves)

31. ANTENAS DE COMUNICACIÓN SATELITAL Las antenas utilizadas preferentemente en las comunicaciones vía satélites son las antenas parabólicas, cada vez más frecuentes en las terrazas y tejados de nuestras ciudades. Tienen forma de parabola y la particularidad de que las señales que inciden sobre su superficie se reflejan e inciden sobre el foco de la parábola, donde se encuentra el elemento receptor. Son antenas parabólicas de foco primario. Es importante que la antena esté correctamente orientada hacia el satélite, de forma que las señales lleguen paralelas al eje de la antena. Son muy utilizadas como antenas de instalaciones colectivas. Una variante de este tipo de antena parabólica es la antena offset; este tipo de antena tiene un tamaño más reducido, y obtiene muy buen rendimiento. La forma parabólica de la superficie reflectante hace que las señales, al reflejarse, se concentren en un punto situado por debajo del foco de parábola. Por sus reducidas dimensiones se suelen utilizar en instalaciones individuales de recepción de señales de TV y datos vía satélite. Otro tipo particular es la antena Cassegrain, que aumenta la eficacia y el rendimiento respecto a las anteriores al disponer de dos reflectores: el primario o parábola más grande, donde inciden los haces de señales es un primer contacto, y un reflector secundario (subreflector)

33. AGRUPACIONES DE ANTENA Se define una agrupación como un conjunto de N antenas iguales que radian o reciben simultáneamente. Definición: – Conjunto de antenas – Alimentadas desde un terminal común – Mediante redes lineales • Se suelen incluir las condiciones: – Todos los elementos son iguales – Todos poseen la misma orientación

34. AGRUPACIONES DE ANTENA Las agrupaciones de antenas proporcionan ciertas características de radiación deseadas, para lo cual, se sitúan formando diversas configuraciones (lineal, triángulo, círculo...) y se alimentan con amplitudes y fases convenientemente escogidas.

35. VENTAJAS Y DESVENTAJAS Una agrupación es una forma muy versátil de conseguir una antena de gran apertura basada en pequeñas antenas. Permite trabajar con elementos activos y su integración con procesadores digitales Permite conformar la antena a formas definidas por otras limitaciones. En grandes antenas es más compleja y pesada que los reflectores. En general es una técnica más cara.