1. Antena
Para otros usos de este término, véase Antena (desambiguación).
Antena de onda corta"Cortina", Moosbrunn, Austria
Antena paraComunicaciones por satélite enbanda-C de 15 m de diámetro.
Una antena es un dispositivo (conductor metálico) diseñado con el objetivo de emitir o recibir ondas
electromagnéticas hacia el espacio libre. Una antena transmisora transforma voltajes en ondas
electromagnéticas, y una receptora realiza la función inversa.
Existe una gran diversidad de tipos de antenas. En unos casos deben expandir en lo posible la
potencia radiada, es decir, no deben ser directivas (ejemplo: una emisora de radio comercial o una
estación base de teléfonos móviles), otras veces deben serlo para canalizar la potencia en una
dirección y no interferir a otros servicios (antenas entre estaciones de radioenlaces). También es
una antena la que está integrada en la computadora portátil para conectarse a las redes Wi-Fi.
Las características de las antenas dependen de la relación entre sus dimensiones y la longitud de
onda de la señal de radiofrecuencia transmitida o recibida. Si las dimensiones de la antena son
mucho más pequeñas que la longitud de onda las antenas se denominan elementales, si tienen
dimensiones del orden de media longitud de onda se llaman resonantes, y si su tamaño es mucho
mayor que la longitud de onda son directivas.

2. Parámetros de una antena
Las antenas se caracterizan por una serie de parámetros, estando los
más habituales descritos a continuación:
[editar]Diagrama de radiación
Es la representación gráfica de las características de radiación de una
antena, en función de la dirección (coordenadas en azimut y elevación).
Lo más habitual es representar la densidad de potencia radiada, aunque
también se pueden encontrar diagramas de polarización o de fase.
Atendiendo al diagrama de radiación, podemos hacer una clasificación
general de los tipos de antena y podemos definir la directividad de la
antena (antena isotrópica, antena directiva, antena bidireccional, antena
omnidireccional,…) Dentro de los diagramas de radiación podemos
definir diagrama copolar aquel que representa la radiación de la antena
con la polaridad deseada y contrapolar al diagrama de radiación con
polaridad contraria a la que ya tiene.
Diagrama de radiación
Los parámetros más importantes del diagrama de radiación son:
Dirección de apuntamiento: Es la de máxima radiación. Directividad y
Ganancia.
Lóbulo principal: Es el margen angular en torno a la dirección de
máxima radiación.
Lóbulos secundarios: Son el resto de máximos relativos, de valor
inferior al principal.

3. Ancho de haz: Es el margen angular de direcciones en las que el
diagrama de radiación de un haz toma un valor de 3dB por debajo del
máximo. Es decir, la dirección en la que la potencia radiada se reduce
a la mitad.
Relación de lóbulo principal a secundario (SLL): Es el cociente en dB
entre el valor máximo del lóbulo principal y el valor máximo del lóbulo
secundario.
Relación delante-atrás (FBR): Es el cociente en dB entre el valor de
máxima radiación y el de la misma dirección y sentido opuesto.
[editar]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.
[editar]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.
La Directividad no tiene unidades y se suele expresar en unidades
logarítmicas (dBi) como:
[editar]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.

4. La unidad de Ganancia (G) de una antena es el dBd o dBi, dependiendo
si esta se define respecto a un dipolo de media onda o a la isotrópica.
[editar]Eficiencia
Relación entre la potencia radiada y la potencia entregada a la antena.
También se puede definir como la relación entre ganancia y directividad.
El parámetro e (eficiencia) es adimensional
[editar]Impedancia de entrada
Es la impedancia de la antena en sus terminales. Es la relación entre la
tensión y la corriente de entrada. . La impedancia es un número
complejo. La parte real de la impedancia se denomina Resistencia de
Antena y la parte imaginaria es la Reactancia. La resistencia de antena
es la suma de la resistencia de radiación y la resistencia de pérdidas. Las
antenas se denominan resonantes cuando se anula su reactancia de
entrada.
[editar]Anchura de haz
Es un parámetro de radiación, ligado al diagrama de radiación. Se puede
definir el ancho de haz a -3dB, que es el intervalo angular en el que la
densidad de potencia radiada es igual a la mitad de la potencia máxima
(en la dirección principal de radiación). También se puede definir el
ancho de haz entre ceros, que es el intervalo angular del haz principal del
diagrama de radiación, entre los dos ceros adyacentes al máximo.
[editar]Polarización
Artículo principal: Polarización electromagnética.
Las antenas crean campos electromagnéticos radiados. Se define
la polarización electromagnética en una determinada dirección, como la
figura geométrica que traza el extremo del vector campo eléctrico a una
cierta distancia de la antena, al variar el tiempo. La polarización puede
ser lineal, circular y elíptica. La polarización lineal puede tomar distintas

5. orientaciones (horizontal, vertical, +45º, -45º). Las polarizaciones circular
o elíptica pueden ser a derechas o izquierdas (dextrógiras o levógiras),
según el sentido de giro del campo (observado alejándose desde la
antena).
En el marco de antenas se define un coeficiente de desacoplo por
polarización. Este mide la cantidad de potencia que es capaz de recibir
una antena polarizada de una forma con una longitud efectiva de un
campo eléctrico incidente con una determinada polarización . De este
modo, el coeficiente de desacoplo por polarización se define como:
De esta manera, obtenemos la fracción de potencia que finalmente la
antena es capaz de recibir, multiplicando la potencia incidente en la
antena por este coeficiente definido anteriormente, de la forma:
Se llama diagrama copolar al diagrama de radiación con la polarización
deseada y diagrama contrapolar (crosspolar, en inglés) al diagrama de
radiación con la polarización contraria.
En antenas profesionales de comunicaciones por satélite, es habitual que
una misma antena trabaje con ambas polarizaciones ortogonales a la
vez, de modo que se duplique el ancho de banda disponible para la señal
en el enlace. Para ello, se coloca junto al alimentador un transductor
ortomodo, que dispone de un puerto de guiaondas circular conectado a la
bocina y dos puertos de guiaondas rectangulares ortogonales, cada uno
de los cuales trabaja en una polarización distinta. Si, en cada uno de
estos puertos, se coloca un diplexor, que separe las bandas de
frecuencia de emisión y recepción, se tratará de un alimentador de cuatro
puertos con el que una misma antena será capaz de emitir y recibir en
ambas polarizaciones simultáneamente. En otras ocasiones, estas
antenas disponen de solo dos puertos, uno para emitir en una
polarización y el otro para recibir en la polarización opuesta.

6. [editar]Relación Delante/Atrás
Este parámetro se define como la relación existente entre la máxima
potencia radiada en una dirección geométrica y la potencia radiada en la
dirección opuesta a esta.
Cuando esta relación es reflejada en una gráfico con escala en dB, el
ratio F/B (Front/Back) es la diferencia en dB entre el nivel de la máxima
radiacción y el nivel de radiacción a 180 grados. Este parámetro es
especialmente útil cuando la interferencia hacia atrás es crítica en la
elección de la antena que vamos a utilizar.
Esta relación, además lo podemos ver desde otro punto de vista,
indicando lo buena que es la antena en el rechazo de las señales
provenientes de la parte trasera. Rara vez es verdaderamente
importante, ya que la interferencias por la parte trasera no ocurren
habitualmente, pero puede suceder.
La relación F / B no es un número muy útil, ya que a menudo varía
enormemente de un canal a otro. Por supuesto, si se tiene el patrón de
radiación, entonces no se necesita la relación F/B.
Comparando una antena yagui con una parabólica, podemos ver que
para la antena yagui tenemos una relación F/B de aproximadamente 15
dB (según modelo y fabricante) mientras que para la parabólica la
relación F/B es >35dB (según modelo y fabricante). De esta forma
observamos como es "de buena" una antena respecto al rechazo de
señales por la parte trasera. Cuanto mayor sea este paramentro en las
antenas parabolicas mejor será.
Los 15 dB de la antena yagui lo podemos interpretar también como la
atenuación que tendríamos en el sistema, en caso de captar una onda
rebotada por ejemplo de un edificio, por la parte trasera de esta.
[editar]Resistencia de radiación
Cuando se le suministra potencia a una antena, parte de ella se irradia y
otra parte, se convierte en calor disipándose.Cuando se habla de
resistencia de radiación, se hace teniendo en cuenta que no se puede
medir de forma directa.
Si se reemplaza la antena por la resistencia de radiación, esta, haría su
trabajo, es decir, disiparía la misma cantidad de potencia que la irradiaría

7. la antena.La resistencia de radiación es igual a la relación de la potencia
radiada por la antena dividida por el cuadrado de la corriente en su punto
de alimentación.
Siendo:
Rr= Resistencia de radiación (Ohms)
P = Potencia radiada por la antena (Watts)
i = Corriente de la antena en el punto de alimentación (Amperes)
Se podría obtener la eficiencia de una antena, dada que es la relación de
la potencia radiada y la potencia disipada.
[editar]Clasificación clásica de las antenas
Existen tres tipos básicos de antenas: antenas de hilo, antenas de
apertura y antenas planas. Asimismo, las agrupaciones de estas antenas
(arrays) se suelen considerar en la literatura como otro tipo básico de
antena.
[editar]Antenas de hilo
Las antenas de hilo son antenas cuyos elementos radiantes son
conductores de hilo que tienen una sección despreciable respecto a la
longitud de onda de trabajo.1 . Las dimensiones suelen ser como máximo
de una longitud de onda. Se utilizan extensamente en las bandas
de MF, HF, VHF y UHF. Se pueden encontrar agrupaciones de antenas
de hilo. Ejemplos de antenas de hilo son:
El monopolo vertical
El dipolo y su evolución, la antena Yagi
La antena espira
La antena helicoidal es un tipo especial de antena que se usa
principalmente en VHF y UHF. Un conductor describe una hélice,
consiguiendo así una polarización circular.
Las antenas de hilo se analizan a partir de las corrientes eléctricas de los
conductores.

8. [editar]Antenas de apertura
Las antenas de apertura son aquellas que utilizan superficies o aperturas
para direccionar el haz electromagnético de forma que concentran la
emisión y recepción de su sistema radiante en una dirección. La más
conocida y utilizada es la antena parabólica, tanto en enlaces de radio
terrestres como de satélite. La ganancia de dichas antenas está
relacionada con la superficie de la parábola, a mayor tamaño mayor
colimación del haz tendremos y por lo tanto mayor directividad.
El elemento radiante es el alimentador, el cual puede iluminar de forma
directa a la parábola o en forma indirecta mediante un subreflector. El
alimentador está generalmente ubicado en el foco de la parábola. El
alimentador, en sí mismo, también es una antena de apertura (se
denominan antenas de bocina) que puede utilizarse sin reflector, cuando
el objetivo es una cobertura más amplia (e.g. cuando se pretende cubrir
la totalidad de la superficie de la tierra desde un satélite en órbita
geoestacionaria).
Se puede calcular la directividad de este cierto tipo de antenas, , con
la siguiente expresión, donde es el área y es la longitud de onda:
Reflectores parabólicos
Hay varios tipos de antenas de apertura, como la antena de bocina,
la antena parabólica, la antena parabólica del Radar Doppler y
superficies reflectoras en general.
[editar]Antenas planas
Un tipo particular de antena plana son las antenas de apertura sintética,
típicas de los radares de apertura sintética (SAR).

9. [editar]Antenas de Array
Antena de Array
Las antenas de array están formadas por un conjunto de dos o más
antenas idénticas distribuidas y ordenadas de tal forma que en su
conjunto se comportan como una única antena con un diagrama de
radiación propio.
La característica principal de los arrays de antenas es que su diagrama
de radiación es modificable, pudiendo adaptarlo a diferentes
aplicaciones/necesidades. Esto se consigue controlando de manera
individual la amplitud y fase de la señal que alimenta a cada uno de los
elementos del array.
Atendiendo a la distribución de las antenas que componen un array
podemos hacer la siguiente clasificación:
Arrays lineales: Los elementos están dispuestos sobre una línea.
Arrays Planos: Los elementos están dispuestos bidimensionalmente
sobre un plano.
Arrays conformados: Los elementos están dispuestos sobre una
superficie curva.

10. A nivel de aplicación los arrays de antenas se utilizan para la
construcción de antenas inteligentes.
Una definición básica de un sistema de antenas inteligentes es cualquier
configuración adaptativa de múltiples antenas que mejoran el rendimiento
de un sistema de comunicaciones inalámbricas.
Las características de las antenas inteligentes con unos haces de
radiación con una mayor directividad (es decir, mayor ganancia y mayor
selectividad angular), proporcionan múltiples ventajas:
Incremento de la zona de cobertura: Dado que la ganancia es
mayor que en el caso de antenas omnidireccionales o sectorizadas.
Reducción de la potencia de transmisión: La mayor ganancia de la
antena permite incrementar la sensibilidad.
Reducción del nivel de interferencia: La mejor selectividad espacial
de la antena permitirá al receptor discriminar las señales de usuarios
interferentes a favor de la señal del usuario deseado. Incluso se
pueden utilizar antenas inteligentes con configuración antena principal
y secundarias donde las secundarias anulan las interferencias.
Reducción de la propagación multitrayecto:Debido a la menor
dispersión angular de la potencia radiada, se reduce el número de
trayectorias que debe seguir la señal antes de llegar al receptor.
Mejora de la seguridad: Gracias a que la transmisión es direccional,
hay una probabilidad muy baja de que un equipo ajeno intercepte la
comunicación.
Introducción de nuevos servicios: Al poder identificar la posición de
usuarios se puede aplicar a radiolocalización, tarificación geográfica,
publicidad en servicios cercanos...
[editar]Clasificación funcional
La clasificación tradicional de las antenas se basa, fundamentalmente, en
la forma en que se distribuye el campo electromagnético en la propia

11. antena o en la tecnología utilizada. No obstante, también pueden hacerse
clasificaciones desde un punto de vista práctico: una catalogación de las
antenas desde el punto de vista de sus prestaciones y tecnología, casos
de uso concretos y discusiones acerca de los parámetros de ingeniería
que ayuden al entendimiento de su funcionamiento.
[editar]Antenas con reflector
El origen de la antena con reflector se remonta a 1888 en el laboratorio
de Heinrich Hertz, que demostró experimentalmente la existencia de las
ondas electromagnéticas que habían sido predichas por James Clerk
Maxwell unos quince años antes. En sus experimentos, Hertz utilizó un
reflector parabólico cilíndrico de zinc, excitado por una chispa en la parte
central de un dipolo colocado en la línea focal y otro similar como
receptor.
Su funcionamiento se basa en la reflexión de las ondas
electromagnéticas por la cual las ondas que inciden paralelamente al eje
principal se reflejan y van a parar a un punto denominado foco que está
centrado en el paraboloide. En el caso de una antena receptora, en
cambio si se trata de una antena emisora, las ondas que emanan del
foco (dispositivo de emisión) se ven reflejadas y abandonan el reflector
en forma paralela al eje de la antena.
Cuando se desea la máxima directividad de una antena, la forma del
reflector generalmente es parabólica, con la fuente primaria localizada en
el foco y dirigida hacia el reflector.
Las antenas con reflector parabólico, o simplemente antenas parabólicas
se utilizan extensamente en sistemas de comunicaciones en las bandas
de UHF a partir de unos 800 MHz y en las de SHF y EHF. Entre sus
características principales se encuentran la sencillez de construcción y
elevada direccionalidad. La forma más habitual del reflector es la de un
paraboloide de revolución, excitado por un alimentador situado en el
foco.
[editar]Tipos básicos de antenas con reflector
Foco primario

12. La superficie de estas antenas es un paraboloide de revolución.
Las ondas electromagnéticas inciden paralelamente al eje principal, se
reflejan y dirigen al foco.
El foco está centrado en el paraboloide.
Tienen un rendimiento máximo de aproximadamente el 60%, es decir, de
toda la energía que llega a la superficie de la antena, el 60% lo hace al
foco y se aprovecha, el resto se pierde debido principalmente a dos
efectos, el efecto spillover y el efecto bloqueo.
Su relativa gran superficie implica un menor ángulo de anchura del haz
(3 dB), por lo que la antena debe montarse con mayor precisión que una
antena offset normal. La lluvia y la nieve pueden acumularse en el plato e
interferir en la señal; Además como el LNB va montado centralmente,
bloquea muchas señales con su propia sombra sobre la superficie de la
antena.
Antena Offset
Offset
Una antena offset está formada por una sección de un reflector
paraboloide de forma oval. La superficie de la antena ya no es redonda,
sino oval y simétrica (elipse). El punto focal no está montado en el centro
del plato, sino a un lado del mismo (offset), de tal forma que el foco
queda fuera de la superficie de la antena. Debido a esto, el rendimiento
es algo mayor que en la de Foco Primario, pudiendo ser de un 70% o
algo más.
Cassegrain
Este tipo de antenas presentan una gran directividad, una elevada
potencia en el transmisor y un receptor de bajo ruido. Utilizar una gran

13. antena reflectora implica grandes distancias del transmisor al foco (y la
imposibilidad de colocar equipos en él) por lo que una solución es
emplear un segundo reflector o subreflector. En el caso del reflector
parabólico Cassegrain el subreflector es hiperbólico.
El reflector principal refleja la radiación incidente hacia el foco primario. El
reflector secundario posee un foco en común con el reflector parabólico.
El sistema de alimentación está situado en el foco secundario, de manera
que el centro de fases del alimentador coincide con el foco secundario
del hiperboloide.
El paraboloide convierte una onda plana incidente en
una esférica dirigida hacia el foco primario, que es entonces reflejada por
el subreflector para formar una onda esférica incidente en el alimentador.
[editar]Alimentadores para antenas con reflector (bocinas)
Las bocinas son utilizadas como alimentador en las antenas, es decir, se
utilizan para iluminar el reflector formando lo que se conoce como antena
parabólica. La bocina de alimentación se encuentra situada en
el foco del paraboloide.
Una única bocina puede utilizarse como una antena de cobertura global
en satélites; además se pueden agrupar varias bocinas (alimentándolas
con una amplitud y una fase diferentes), para conseguir un determinado
diagrama de radiación y dar cobertura a un país o continente. La
agrupación de bocinas sería el alimentador del reflector.
En una transmisión la bocina emite energía desde el foco hacia la
superficie del reflector, consiguiendo radiar sobre el rango de cobertura
deseado, mientras que en una recepción el reflector actúa como un
acumulador de energía de la señal, que es concentrada hacia la bocina
alimentadora.
Las bocinas pueden transmitir ó recibir dos ondas
con polarización distinta, siempre que la polarización sea ortogonal. Esto
se consigue con un dispositivo llamado acoplador ortomodo (OMT), que
es un sistema de guía de ondas en forma de T, donde por la guía
principal se propagan dos modos dominantes ortogonales y cada guía
adosada soporta uno de los dos modos anteriores.

14. La polarización ha de ser ortogonal para que no se
produzcan interferencias.
De acuerdo con la forma de la apertura, las bocinas pueden ser de dos
tipos: piramidal y cónica.
Bocina piramidal
Bocina Piramidal
Es un tipo de bocina rectangular. Se ensancha tanto en el plano E como
en el H, lo que permite radiar haces estrechos en ambos planos. Este
tipo de bocinas son adecuadas para sistemas de polarización lineal. Su
ganancia puede calcularse exactamente a partir de sus dimensiones
físicas por ello se suelen utilizar como patrones de comparación en las
medidas de ganancia. El diseño de una bocina piramidal requiere que su
garganta coincida con la guía rectangular de alimentación.
Bocina cónica
Se utilizan fundamentalmente en antenas de satélites de haz global. Son
las más adecuadas para utilizar polarizaciones circulares, aunque
también pueden utilizar polarización lineal.

15. Bocina Cónica Corrugada (corrugaciones en la cara interna)
Según el modo de propagación transmitido se clasifican como: bocinas
de modo dominante, bocinas de modo dual y bocinas corrugadas.
Bocinas de modo dominante: se sintoniza al modo predominante de la
guía de onda circular, el modo TE11.
Bocinas multimodo: se sintoniza al modo de propagación TE11 de la
onda que se propaga por la guía de onda, junto al modo TM11 que es
el siguiente modo de propagación.
Bocinas corrugadas (o híbridas): se ajustan a un modo híbrido
(HE11), con lo que se consigue un ancho de haz amplio y simétrico
gracias a lo cual el reflector se alimenta uniformemente. Además con
este tipo de bocinas se consigue una polarización más pura.
Bocina con lente dieléctrica
[editar]Lentes dieléctricas
Definición: Una lente dieléctrica es un objeto que nos sirve para
conseguir que una onda esférica se transforme en una onda plana
modificando amplitud y fase pudiendo de esta forma ganar directividad
en la radiación aumentando la ganancia. De forma similar a las lentes
ópticas, una lente dieléctrica está formada por dos materiales de
constante dieléctrica diferente cuya forma geométrica describe una curva
hiperbólica. De esta manera, podemos conseguir que una onda esférica
se transforme en una onda plana consiguiendo así aumentar la ganancia.
Para ello, es necesario que los caminos eléctricos recorridos sean los
mismos para cualquier posible trazado de rayos. Una de las principales
ventajas de la utilización de este tipo de dispositivos es poder modificar la
distribución de amplitud, haciéndola más uniforme y aumentando la
eficiencia de apertura del sistema. Una aplicación común de las lentes es
su utilización a la salida de las antenas de bocina. Mediante este

16. dispositivo, una fase distorsionada por este tipo de antena se puede
corregir con una lente colocada a la salida de la antena
Gracias a la utilización de una lente dieléctrica en la boca del alimentador
de una antena (bocina), se consigue disminuir el error de fase.
[editar]Ingeniería con estas antenas2
[editar]Iluminación parabólica sobre pedestal
Para distribuciones parabólicas sobre pedestal el modelo de campo de
apertura es el siguiente:
Eab(r) = C + (1 - C) [1 - (r / a) 2] n
Iluminación sobre el borde de la parábola (dB)
Nivel del lóbulo secundario
Radio de la apertura
Distribuciones parabólicas sobre pedestal: parámetros de campo radiado
Iluminación en el
n=1 n=2
borde
SLL SLL
C (dB) C HP (rad) E HP (rad) E
(dB) (dB)
1,12 1,14
-8 0,398 -21,5 0,942 -24,7 0,918
/2a /2a
1,14 1,17
-10 0,316 -22,3 0,917 -27,0 0,877
/2a /2a
1,16 1,20
-12 0,251 -22,9 0,893 -29,5 0,834
/2a /2a
1,17 1,23
-14 0,200 -23,4 0,871 -31,7 0,792
/2a /2a

17. 1,19 1,26
-16 0,158 -23,8 0,850 -33,5 0,754
/2a /2a
1,20 1,29
-18 0,126 -24,1 0,833 -34,5 0,719
/2a /2a
1,21 1,32
-20 0,100 -24,3 0,817 -34,7 0,690
/2a /2a
Ancho de Haz a -3dB
Nivel de lóbulo lateral
Eficiencia de iluminación
[editar]Ganancia en estas antenas
La ganancia se puede calcular como: G =
Diámetro reflector
Eficiencia global
La eficiencia total es debida a las siguientes eficiencias parciales:
Rendimiento de radiación (típicamente el del alimentador).
Eficiencia de iluminación (o de apertura).
Eficiencia de spillover.
Eficiencia por contrapolar.
Eficiencia por error en la superficie.
Eficiencia por bloqueo.
Pérdidas por desplazamientos del alimentador.

18. Eficiencia de Iluminación aplicando el modelo de iluminación parabólica sobre pedestal
(n=2)
Eficiencia de Iluminación:
Son las pérdidas de ganancia relacionadas con la iluminación no
uniforme de la apertura.
Eficiencia de Spillover:
Es la pérdida de ganancia debida a la radiación del alimentador fuera del
ángulo que contiene el reflector.
A medida que la ilumnación del borde crece aumenta la eficiencia de
iluminación pero disminuye la eficiencia despillover.
El punto óptimo para la eficiencia Combinada (Iluminación y Spillover),
se sitúa típicamente en torno a C=-10dB,-12dB.

19. Eficiencia combinada
Eficiencia por Contrapolar:
Es la medida de la pérdida de energía en la que el componente
contrapolar radiada.
En los sistemas centrados que no introducen componente contrapolar,
esta eficiencia mide las características del alimentador.
Eficiencia por error en la superficie:
Esta relacionada con las desviaciones del frente de fase en la apertura
respecto a la onda plana ideal, debidas a las distorsiones de la superficie
de los reflectores.
Eficiencia por Bloqueo:
Aparece a causa de la porción de apertura bloqueda por:
Alimentador (ó Subreflector).
Soportes del alimentador ó del subreflector.
Pérdidas por desplazamientos:

20. Desplazamiento lateral:
El desplazamiento lateral del alimentador causa un apuntamiento del haz
en sentido contrario al movimiento del alimentador.
Se produce una caída de la Ganancia y el Efecto de Coma (incremento
asimétrico en el nivel de los lóbulos secundarios hasta juntarse uno de
ellos con el lóbulo principal).
Desplazamiento axial:
La variación en la posición del alimentador a lo largo del eje z produce un
error de fase de orden cuadrático en el campo de apertura que rellena los
nulos del diagrama de radiación y disminuye la ganancia.
[editar]Ganancias típicas
La ganancia de una antena reflectora de apertura circular se obtiene
como:
G=
La eficiencia total que se suele obtener es del orden de:
Reflector simple centrado: 60%
Sistema Cassegrain centrado: 65 al 70%
Sistema Offset: 70 al 75%
Sistema doble con superficies conformadas para máxima ganancia:
85 al 90%
[editar]Uso de cada tipo de reflector
Antes de definir usos de antenas con reflector se debe notar que los tipos
se deberían enunciar haciendo referencia a que todas son antenas
"parabólicas" puesto que así queda más claro que son tipos de
parabólicas.
Antena parabólica de foco primario
Usos: Televisión, radio y transmisión de datos Conexión VSAT:
Ejemplo

21. Usos: Recepción de satélite, pero tiene un bloqueo del alimentador que
reduce la simetría rotacional y reduce los haces.
Ejemplo
Antena parabólica Offset
Usos: Antenas de recepción de satélite
Ejemplo 1
Ejemplo 2
Antena parabólica Cassegrain
Es similar a la de Foco Primario, sólo que tiene dos reflectores; el mayor
apunta al lugar de recepción, y las ondas al chocar, se reflejan y van al
Foco donde está el reflector menor; al chocar las ondas, van al Foco
último, donde estará colocado el detector. Se suelen utilizar en antenas
muy grandes, donde es difícil llegar al Foco para el mantenimiento de la
antena. Aplicaciones de radar multifunción:
Ejemplo 1
Ejemplo 2
Aplicaciones militares:
Ejemplo 3
Sistema de antena Multihaz (MBA system)
Antena Multihaz Offset

22. Antena Multihaz Cassegrain
Las antenas multihaz o sistemas MBA se utilizan generalmente en
sistemas de satélite.
Este tipo de antenas están formadas por arrays de elementos
alimentadores y circuitos de control para variar la potencia variando o
combinando funciones del BFN, de esta manera se consige generar una
red o matriz de haces (BFN beam-forming network).
Cada elemento del array ilumina con una apertura óptica generando un
haz, el ancho de haz de un rayo va determinado por el tamaño de la
apertura óptica y la posición. La separación angular de los rayos está
determinada por la separación entre los elementos.
Con esta configuración, los satélites pueden comunicarse a través de
una sola antena con varias estaciones terrenas geográficamente
dispersas.
Existen varios tipos de antenas multihaz, los más importantes y más
usados son:
Offset Este tipo de antena se obtine recortando de grandes antenas
parabólicas de forma esférica, tienen el Foco desplazado hacia abajo,
de tal forma que queda fuera de la superficie de la antena, por esta
razón, el rendimiento es mayor que en la de foco primario llegando a
ser de un 70% aproximadamente. El diagrama de directividad tiene
forma de óvalo.
Cassegrain. Estas antenas son similares a las de Foco Primario, la
diferencia es que tienen dos reflectores; el mayor de ellos apunta al
lugar de recepción y las ondas al chocar, se reflejan y van al Foco
donde está el reflector menor; al chocar las ondas, van al Foco último,
donde estará colocado el detector. Se suelen utilizar antenas muy

23. grandes, donde es difícil llegar al Foco para el mantenimiento de la
antena. Además utilizan un reflector que lleva el radiador primario en
el foco del mismo. La dirección del haz se puede modificar cambiando
la posición de los elementos radiadores alrededor del foco, se debe
tener en cuenta el bloqueo que producen los radiadores dispuestos
en torno a éste. Por este motivo es más útil el empleo de
configuraciones Offset.
[editar]Antenas planas
[editar]Tipos Básicos de Antenas Planas
[editar]Antenas de bucle magnético
Las antenas de bucle magnético consisten en un bucle de forma circular,
octogonal o rectangular. El perímetro de la antena puede ser del orden
de la longitud de onda, o bien bastante menor.
Estas antenas tienen una elevada direccionalidad, con el máximo de
recepción en el plano de la antena, y el mínimo en el plano perpendicular
al plano de la antena,
Son poco afectadas por la tierra a partir de alturas superiores a un metro
y medio.
En contrapartida, estas antenas desarrollan tensiones de varios kilovolts
en bornes, lo que significa que los materiales deben ser capaces de
desarrollar esas tensiones. Las medidas de seguridad también se ven
afectadas.
Finalmente, el ancho de banda es de unos pocos kilohertz, lo que
significa que en caso de cambio de frecuencia require un nuevo ajuste de
la impedancia.
[editar]Antenas Microstrip3
Definición: Las antenas Microstrip son un tipo de antenas planas. Son
una extensión de la línea de trasmisión Microstrip Las antenas planas
son monomodo. Son unas antenas resonantes impresas, para
conexiones wireless en microonda de banda estrecha que requiere una
cobertura semiesférica. Debido a su configuración planar y fácil
integración, este tipo de antenas se suelen usar como elmentos de un
array. La forma y dimensiones se calculan para que el parche disipe la
potencia en forma de radiación Su estructura se basa en: - Parche

24. metálico de dimensiones comparables a la longitud de onda - Sustrato
dieléctrico sin pérdidas - Plano de masa
Inconvenientes: - Baja eficiencia - Baja potencia - Alto Q - Pobre pureza
de polarización - Banda estrecha - Radiación espuria de las líneas
Ventajas: - Bajo perfil - Conformable a estructuras - Fabricación sencilla y
barata - Robustas - Combinable con circuitos integrados de microondas -
Versátiles en la elección de la frecuencia de resonancia o polarización
Existen varios tipos de antenas microstrip, la más común es la antena
parche.Esta antena es de banda estrecha y esta fabricada cubriendo los
elementos de la antena en un metal con sustrato dieléctrico formando
una superficie plana. Las formas más comunes de los parches son
cuadrados, rectangulares, circulares y elípticas pero es posible cualquier
forma.
Estas antenas suelen estar montadas en aviones ,naves espaciales o
incorporadas a radios de comunicaciones móviles. Las antenas
microstrip son baratas de construir gracias a su simple estructura. Estas
antenas también son utilizadas en UHF ya que el tamaño de la antenas
es directamente proporcional al ancho de banda de la frecuncia de
resonancia. Una sola antena microstrip puede tener una ganancia de 6-
9dBi. Un array de estas antenas consigue mayores ganancias que una
sola antena microstrip. La antena microstrip más utilizada es la de parche
rectangular .Esta antena es aproximadamente la mitad de la sección de
la longitud de onda de la línea de transmisión de una microstrip
rectangular. Una ventaja de estas antenas es la diversidad de
polarización, pueden ser fácilmente diseñadas para estar polarizadas en
vertical, horizontal, circular derecha o circular izquierda.
Este tipo de antenas se diseñan a partir de líneas de transmisión o
resonadores sobre sustrato dieléctrico. Su estructura consiste en un
parche metálico sobre un sustrato dieléctrico sin pérdidas. El grosor varia
entre 0.003 y 0.05 y su constante dieléctrica puede tomar valores
entre 2 y 12. En la parte inferior hay un plano conductor perfecto.
Las antenas parche son un tipo popular de antena cuyo nombre viene del
hecho de que consisten básicamente en un parche de metal tapado por
un soporte plano que normalmente es de plástico y lo protege de daños.

25. Antena parche
Configuración
La antena parche más simple usa un parche con una longitud que es las
mitad de la longitud de onda y un soporte más largo. El flujo de la
corriente va en la dirección del cable de alimentación, así el vector de
potencia y el campo magnético siguen la misma dirección que la
corriente. Una antena simple de este tipo radia una onda polarizada
linealmente.
Ganancia
En una antena microstrip con parche rectangular mientras la longitud del
parche sea la misma que la del dipolo resonante podemos tener 2 dB de
ganancia de la directividad de la línea vertical del parche. Si el parche es
cuadrado pueden ser otros 2 o 3 dB. El soporte plano impide la radiación
alrededor de la antena reduciendo la potencia media en todas las
direcciones en un factor de 2.lo que hace que la ganancia aumente en 3
dB. Un patrón típico de diagrama de radiación de una antena polarizada
linealmente de 900 Mhz es el dibujado en la siguiente gráfica. La gráfica
muestra un corte en el plano horizontal, el plano vertical es muy similar.
En esta gráfica podemos ver que en un ángulo de 90º la radiación es
máxima, mientras que si nos vamos alejando la radiación es menor y

26. acaba cayendo 3 dB. También se puede ver que por detrás del parche
hay una pequeña radiación.
Comparación entre dos antenas: la antena "A" con un parche de 2×2 dm y la antena
"B" con 3×3 dm. Puede observarse cómo varía el ancho de banda y la pérdida de
retorno según va aumentando la frecuencia.
Impedancia del ancho de banda
La impedancia del ancho de banda de una antena está influenciado por
el espacio que hay entre el parche y el soporte plano, cuanta menos
distancia haya se radiara menos energía y más energía se quedara en la
inductancia y capacitancia de la antena con lo que el factor Q aumenta.
La ecuación para estimar el ancho de banda de estas antenas es:
Donde d es la altura del parche, W es el ancho, Z0 es la impedancia de
espacio libre y Rrad es la resistencia de radiación de la antena. Una
ecuación reducida podría ser:

27. Polarización circular
Polarización circular
También es posible fabricar antenas con ondas polarizadas
circularmente. Mirando el dibujo se puede ver como se introduce un
retardador de frecuencia que lo que hace es desfasar el vector en 90º y
así se consigue que sea una radiación circular.
Algunas de las aplicaciones de estas antenas son para antenas de los
sistemas de teledetección, sistemas de posicionamiento global, antenas
de móviles, aplicadores de calor de tratamientos de hipertermia,
altímetros de aviones, aplicaciones militares y todos los sistemas a
frecuencias de microondas.
Estas antenas se pueden alimentar de varias formas:
A través de líneas impresas
A través de ranuras
Sondas coaxiales
Acoplamiento de las cavidades
Se puede encontrar un modelo de simulación y la configuración de los
distitntos parámetros de estas antenas en la siguiente página:[1]
Una página donde se puede calcular una antena con los valores que
desees es: [2]
[editar]Antenas de apertura sintética (SAR)
Este tipo de antenas o radares ilumina una escena a través de una
sucesión de pulsos en una frecuencia determinada. Una parte de la
energía que se propaga (en todas direcciones) vuelve a la antena
(eco).Un sensor mide la intensidad y el retardo de las señales emitidas y
las que vuelven y con la interpretación de estos últimos se forman
imágenes en función de la distancia al radar. Este radar es un sensor
activo, ya que lleva su propia fuente de alimentación. Opera
principalmente en la radiación microondas, lo que hace que sea más
independiente de factores externos como lluvia, nubosidad o niebla. Esto
permite la observación continua, incluso en horario nocturno.

28. Se trabaja en dominio discreto al hacer muestreo de las señales. Las
imágenes radar están compuestas por muchos puntos o elementos,
denominados píxeles. Cada píxel representa un eco de vuelta detectado.
Un satélite que utiliza este tipo de antena o radar es el European Remote
Sensing Satellite (ERS).
[editar]Aplicaciones de las antenas planas
[editar]Radio digital por satélite
Se trata de un servicio de radio con procesamiento digital de sonido que
puede ser utilizado tanto en edificios como en un vehículo. Los abonados
a este servicio podrán disponer de más de 100 canales con la posibilidad
de escuchar la misma emisora de radio sin tener que mover el dial del
receptor de la radio.
Este sistema sólo existe en Estados Unidos y hay 2 equipos disponibles:
Sony XM -Plug and Play- Radio y Pioneer XM Universal Receiver.
Las empresas que han lanzado este sistema son XM y Worldspace.
[editar]SAR
En cuanto a los SAR algunas de sus aplicaciones son:
Generación de modelos digitales de terreno. Se reconstruyen las
altitudes de terreno a partir del desenrollado de fase de
un interferograma. Esto tiene importantes aplicaciones que incluyen la
planificación de redes de telecomunicación móvil, explotación
geológica y planificación urbana. También es útil para la construcción
de modelos topográficos en áreas remotas donde no se dispone de
datos.
Control del hielo en el mar. La observación casi continua sin la
influencia de las condiciones meteorológicas y la larga noche invernal
proporciona datos para servicios de navegación en invierno. Con un
estudio de este tipo se obtienen datos como localizaciones de masas
de hielo, estimaciones del tipo de hielo y su concentración.
Clasificación de uso de tierra y monitorización de bosques. Se puede
estudiar la respuesta en amplitud o intensidad de la señal o eco de
retorno para controlar distintos tipos de cultivos, talas incontroladas,

29. es decir, los diferentes cultivos se pueden identificar según sus
efectos sobre la variación de la coherencia o sobre la respuesta
espectral.
Identificación de depósitos materiales. Se pueden detectar los
accidentes y estructuras que indican la presencia de depósitos
minerales, bien sea para prospección con fines de explotación como
de estudio.
Vigilancia de zonas costeras. Se utilizan este tipo de radares para
controlar los efectos del crecimiento incontrolado en las zonas
costeras. Algunos de estos efectos pueden ser acumulación de
contaminantes, erosión, agotamiento rápido de recursos...
Inundaciones. Se pueden emplear estas técnicas para tener modelos
hidrológicos y de cauces que sirvan como previsión.
Control de glaciares. Es posible medir con estos radares sus
dimensiones así como controlar sus variaciones a lo largo del tiempo
[editar]Antenas sectoriales
Son la mezcla de las antenas direccionales y las omnidireccionales. Es
una solución tecnológica ideal para la planificación de redes móviles
celulares.
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.
A continuación podemos ver el diagrama patrón de una antena sectorial:

30. Diagrama patrón antena sectorial
Combinando varias antenas en un mismo mástil, podemos lograr cubrir
un territorio amplio, mitigando el efecto del ruido y ampliando el ancho de
banda:
[editar]Ejemplo cálculo antenas sectoriales
Para simular un simple ejemplo de cálculo de antenas sectoriales
utilizamos el siguiente applet: Applet cálculo antenas sectoriales
Calcularemos los diagramas para la siguiente antena real:
Estudiando la fotografía vemos que el número de elementos es 3, por lo
que N=3
Por otro lado, para el funcionamiento del Applet necesitamos conocer la
distancia d. Esta distancia, es la distancia en mm entre los dos centros

31. de dos antenas contiguas. Esta distancia es por lo tanto una lambda
(longitud de onda). Si nos fijamos en nuestro caso d = 0,92*lambda.
Para conocer su fase Beta = K * d , siendo d conocida y K=2*Pi / lambda.
De esta maner vemos que Beta es igual a Beta = 2*Pi*distancia, siendo
en nuestro caso Beta=2*Pi*0,92 radianes. En grados Beta= 2*Pi*0,92*Pi /
180 = 0,1º, es decir prácticamente cero.
Para estos parámetros obtenemos el siguiente patrón:
[editar]Ingeniería con antenas planas
[editar]Efecto del Dieléctrico
La carga dieléctrica de una antena microstrip afecta tanto a la radiación
como a su impedancia de ancho de banda.A medida que incrementa la
constante dieléctrica del sustrato, el ancho de banda disminuye lo que
hace que disminuya también el factor Q y por lo tanto también disminuye
la impedancia de ancho de banda.Esto no aparece inmediatamente
cuando se utiliza el modelo lineal de transmisión pero si cuando
utilizamos el modelo de cavidad.La radiación de una antena microstrip
rectangular se puede entender como un par de ranuras
equivalentes.Estas ranuras pueden actuar como un array y tener su
directividad más alta cuando la antena tiene como dieléctrico el aire y
disminuye cuando la antena es cargada con material con incremento
relativo de la constante dieléctrica del conductor.
[editar]Antenas de dipolos
Artículo principal: Dipolo (antena).

32. Un dipolo es una antena con alimentación central empleada
para transmitir o recibir ondas de radiofrecuencia. Estas antenas son las
más simples desde el punto de vista teórico.
[editar]Tipos básicos de antenas de dipolo
[editar]Dipolo corto
Un dipolo corto (o también llamado dipolo elemental) es un dipolo con
una longitud mucho menor que la longitud de onda con polarización lineal
(horizontal o vertical
A 1 MHz de frecuencia la longitud de onda es de 300 m. Por tanto, la
mayoría de las antenas se comportan como dipolo corto a frecuencias
menores de 1 Mhz.
Antena de dipolo corto
[editar]Dipolo de media onda
Es un dipolo muy similar al dipolo corto pero en este caso la longitud es
igual a la mitad de la longitud de onda.
[editar]Dipolo doblado
Un dipolo doblado consiste en dos dipolos paralelos cortocircuitados en
su extremo. Uno de los dipolos es alimentado en el centro por un
generador.
El ancho de banda del dipolo doblado es superior a la del dipolo simple,
debido a que las reactancias se compensan y también tiene una mayor
impedancia.

33. [editar]Antena Yagi
Una antena Yagi consiste en una antena de dipolo a la cual se le añaden
unos elementos llamados "parásitos" para hacerlo direccional. Estos
elementos pueden ser directores o reflectores.
Los elementos directores se colocan delante de la antena y refuerzan la
señal en el sentido de emisión.
Los elementos reflectores se colocan detrás y bloquean la captación de
señales en la dirección opuesta al emisor.
[editar]Log periódica
Antena logoperiódica.
Una antena de tipo log periódica es una antena cuyos parámetros de
impedancia o de radiación son una función periódica del logaritmo de la
frecuencia de operación. El diseño de estas antenas se realiza a partir de
unas ciertas dimensiones como las dimensiones de un dipolo o la
separación que se van multiplicando por una constante. Una de los
diseños más conocidos es la agrupación logoperiódica de dipolos.
[editar]Array
Una antena array es un conjunto de elementos radiantes individuales
alimentados desde un mismo terminal mediante redes lineales.
Normalmente suelen ser elementos iguales y con la misma orientación.
Se pueden encontrar muchos tipos de arrays diferentes dependiendo de
su clasificación. Las agrupaciones se pueden clasificar por ejemplo
según:
1. Su geometría
2. La red

34. 3. Su aplicación
4. Su Funcionalidad
[editar]Ingeniería con estas antenas
[editar]Log Periódica
Una antena de tipo logarítmica periódica es una antena cuyos
parámetros de impedancia o de radiación son una función periódica del
logaritmo de la frecuencia de operación. Con una construcción similar a
la de la antena Yagui, solo que las diferencias de longitudes entre los
elementos y sus separaciones siguen una variación logarítmica en vez de
lineal.
La ventaja de la antena logarítmica sobre la Yagui es que aquélla no
tiene un elemento excitado, sino que recibe alimentación en todos sus
elementos. Con esto se consigue un ancho de banda mayor y una
impedancia pareja dentro de todas las frecuencias de trabajo de esta
antena.
Funcionamiento: La receptora de la señal o su región activa cambia
continuamente dependiendo de la frecuencia, donde en la frecuencia
más baja de operación, el elemento largo es el resonante y el resto de
elementos actúan como directores. En la frecuencia más alta, el
elemento más corto resuena y los otros elementos (más largos) actúan
como reflectores en el centro de la banda de frecuencia.
Antena banda ancha: con dipolos resonando en diferentes frecuencias
estrechas, en una misma antena, conseguimos abrir el ancho de banda
de la antena. Antena multibanda: con dipolos resonando en diferentes
bandas, podemos obetener una antena capaz de ser multibanda.
Estas antenas pueden proveer hasta 10 dB más de ganancia que una
antena de 1/4 de onda, a la vez que pueden atenuar hasta 30 dB fuentes
de interferencia provenientes de otras direcciones. La longitud del
elemento horizontal y el número de elementos transversales determinan
el ancho de banda y la direccionalidad de la antena.
Se utilizan principalmente para transmitir señales de TV, FM y para
comunicaciones militares.
Fuente http://www.upv.es/antenas/

35. [editar]Yagi
A continuación se muestran tres tipos de antenas, cuya comparación
ilustra lo común de estas antenas, y también sus diferencias. Este tipo de
ejercicio es el que los ingenieros deben realizar para elegir la antena más
adecuada en cada caso. 4
Antena Yagi 1044
Este tipo de antena tiene un ancho de banda del 57 % (canales 21-69) y
una ganancia de 16,5 dBi. A la hora de seleccionar una antena un
ingeniero debe tener en cuenta otros conceptos como la descripción de
la antena que se hace a continuación. Estas antenas se caracterizan por
el diseño en X de sus elementos directores, los cuales la hacen más
corta que una antena Yagi convencional. Esta construcción consigue una
elevada inmunidad contra las señales generadas por la actividad
humana, tales como motores o electrodomésticos; y una perfecta
adaptación de impedancias.
Antena Yagi 1443
Esta antena tiene un ancho de banda y una ganancia muy similar al
ejemplo anterior. Está compuesta por un array angular de dos conjuntos
de elementos directores dispuestos en V. De la misma manera que la
antena descrita anteriormente, esta también tiene una reducidas
dimensiones.
Antena Yagi 1065
Este tipo de antena, al tener muchos menos directores y tener un único
reflector, tiene una ganancia mucho menor que las antenas anteriores.
En este caso la ganancia es de 9,5 dBi. De esta manera se puede
apreciar cuál es la función de los reflectores y directores en las antenas
de dipolo y cómo estos modifican la ganancia de las mismas.
[editar]Dipolo doblado
A la hora de estudiar este tipo de dipolos, la corriente que los alimenta se
suele descomponer en dos modos; par (o modo antena), e impar (o
modo línea de transmisión).
El análisis en modo par es el que se realiza cuando se tiene en cuenta
que en ambos brazos hay la misma alimentación y en el mismo sentido.
El análisis en modo impar, sin embargo, es el que se hace teniendo en

36. cuenta un sentido contrario de la corriente en cada brazo (dos
generadores con signos opuestos). Las corrientes totales serán por tanto
la suma de las corrientes halladas en cada modo.
Análisis del modo impar
El modo impar equivale a dos líneas de transmisión en cortocircuito,
alimentadas en serie. La impedancia de una línea de transmisión de
longitud H, terminada en cortocircuito es
La corriente del modo impar del dipolo doblado es
Análisis del modo par
A partir de la siguiente fórmula se halla la corriente del modo par:
Siendo la impedancia de un dipolo aislado, ya que la impedancia
mutua de dos dipolos cercanos tiende a la impedancia de un dipolo
aislado.
Una vez halladas las corrientes tanto en modo par como impar, se
sumarán para hallar la corriente total. La fórmula resultante será la
siguiente:
El ancho de banda del dipolo doblado es superior a la del dipolo simple,
debido a que las reactancias se compensan. También hay que tener en
cuenta que la relación entre las corrientes del dipolo doblado y del dipolo
aislado es , y que la potencia a la entrada de los dos dipolos
es idéntica, se deduce que
En conclusión, un dipolo doblado equivale a un dipolo simple con
corriente de valor doble, e impedancia 4 veces. El diagrama de radiación,
sin embargo, será igual al del dipolo simple.

37. [editar]Arrays
El parámetro fundamental en el diseño de un array de antenas es el
denominado factor de array.
El factor de array es el diagrama de radiación de una agrupación de
elementos isotrópicos.
Cuando los diagramas de radiación de cada elemento del array son
iguales y los elementos están orientados en la misma dirección del
espacio, el diagrama de radiación de la agrupación se puede obtener
como el producto del factor de array por el diagrama de radiación del
elemento.
Para analizar el comportamiento de una antena array se suele dividir el
análisis en dos partes: red de distribución de la señal y conjunto de
elementos radiantes individuales. La red de distribución viene definida
por su matriz de impedancias (Z), admitancias (Y) o parámetros de
dispersión (S). Para analizar el Array, se excita un solo elemento y los
demás de dejan en circuito abierto. También hay muchos casos en los
que se debe tener en cuenta lo que influyen los demás elementos en la
radiación del elemento alimentado (esto se denomina "acoplamiento"). El
diagrama de radiación es el producto del diagrama del elemento y del
factor de array. Gracias al factor de array (valor escalar) se puede
analizar la geometría y la ley de excitación sobre la radiación.
La fórmula para hallar el campo total radiado será la siguiente:
Factor de array:
Resto de parámetros:

38. [editar]Arrays de Dipolos para Redes GSM/UMTS
[editar]Acoplamiento entre Elementos Radiantes
Normalmente una antena se sitúa en una pared o sobre una estructura y
muchas veces rodeada de elementos conductores. Las estaciones base
de las antenas modernas GSM, incluso suelen estar compuestas de
múltiples antenas por sector, donde es posible que dos antenas estén tan
cerca que pueden interferir en su radiación. Los operadores GSM deben
tener esto en cuenta ya que la ganancia de la antena puede variar. Esta
distorsión puede utilizarse a nuestro favor si es necesario, simplemente
añadiendo algún director o reflector en el área cercana para conseguir
más dBs en la dirección deseada.5
[editar]Aspectos
Generales Relacionados con la
Física de las Antenas
[editar]Influencia de la Tierra
La conductividad del terreno es un factor determinante en la influencia de
la tierra sobre la propagación de las ondas electromagnéticas. La
conductividad de la superficie de la tierra depende de la frecuencia de las
ondas electromagnéticas que inciden sobre ella y del material por la que
esté compuesta, comportándose como un buen conductor a bajas
frecuencias y reduciendo su conductividad a frecuencias mayores.
El coeficiente de reflexión del suelo es un parámetro relacionado con la
conductividad e informa acerca de como se reflejan las ondas en él. Su
valor depende del ángulo de incidencia y del material que conforma el
suelo: tierra húmeda, tierra seca, lagos, mares, zona urbana, etc.
Para un determinado coeficiente de reflexión, la energía reflejada por el
suelo aumenta a medida que aumenta el ángulo de incidencia respecto
de la normal, siendo la mayor parte de la energía reflejada cuando la
incidencia es rasante, y teniendo los campos eléctrico y magnético de la
onda reflejada casi la misma amplitud que los de la onda incidente.
En el caso de las antenas, tratándose habitualmente de emisión o
recepción a grandes distancias, casi siempre existe una incidencia
rasante.

39. El rayo reflejado por la tierra puede modelarse, desde el punto de vista de la antena
receptora, como el rayo transmitido por una antena imagen de la antena transmisora,
situada bajo el suelo. El rayo reflejado recorre más distancia que el rayo directo.
La apariencia de la antena imagen es una imagen especular de la
apariencia de la antena transmisora real. En algunos casos se puede
considerar que la onda transmitida desde la antena real y la onda
transmitida desde la antena imagen tienen aproximadamente la misma
amplitud, en otros casos, por ejemplo cuando el suelo tiene
irregularidades de dimensiones similares o mayores que la longitud de
onda, la reflexión del rayo incidente no será neta.
La distancia recorrida por el rayo reflejado por la tierra desde la antena
transmisora hasta la antena receptora es mayor que la distancia recorrida
por el rayo directo. Esa diferencia de distancia recorrida introduce un
desfase entre las dos ondas.
Véase también: Redes de antenas.
La figura de la derecha representa un ángulo de incidencia respecto de la
horizontal muy grande cuando, en la realidad, el ángulo suele ser muy
pequeño. La distancia entre la antena y su imagen es .
La reflexión de las ondas electromagnéticas depende de la polarización.
Cuando la polarización es horizontal, la reflexión produce un desfase
de radianes, mientras que cuando la polarización es vertical, la
reflexión no produce desfase.

40. La componente vertical de la corriente se refleja sin cambiar de signo, en cambio, la
componente horizontal cambia de signo.
En el caso de una antena que emite con polarización vertical (campo
eléctrico vertical) el cálculo del campo eléctrico resultante es el mismo
que en radiación de un par de antenas. El resultado es:
La inversión de signo para el campo paralelo solo cambia un coseno
en un seno:
En estas dos fórmulas:
es el campo eléctrico de la onda electromagnética radiado
por la antena si no hubiese la tierra.
es el número de onda.
es la longitud de onda.
es la altura de la antena.

41. [editar]Antenas en recepción
Los diferentes tipos de antenas y su irradiación.
El campo eléctrico de una onda electromagnética induce una
tensión en cada pequeño segmento del conductor de una antena.
La corriente que circula en la antena tiene que atravesar la
impedancia de la antena.
Utilizando el teorema de reciprocidad se puede demostrar que
el circuito equivalente de Thévenin de una antena en recepción es
el siguiente:

42. es la tensión del circuito equivalente de Thevenin.
es la impedancia del circuito equivalente de Thevenin y es
igual a la impedancia de la antena.
es la resistencia en serie de la impedancia de la antena.
es la ganancia de la antena (la misma que en emisión) en la
dirección de donde vienen las ondas electromagnéticas.
es la longitud de onda.
es el campo eléctrico de la onda electromagnética incidente.
es el ángulo que mide el desalineado del campo eléctrico con
la antena. Por ejemplo, en el caso de una antena formada por
un dipolo, la tensión inducida es máxima cuando el dipolo y el
campo eléctrico incidente están alineados. Si no lo están, y que
forman un ángulo la tensión inducida estará multiplicada
por .
El circuito equivalente y la fórmula de la derecha son válidos para
todo tipo de antena: que sea un dipolo simple, una antena
parabólica, una antena Yagi-Uda o una red de antenas.
He aquí tres definiciones:
El corolario de estas definiciones es que la potencia máxima que
una antena puede extraer de una onda electromagnética depende

43. exclusivamente de la ganancia de la antena y del cuadrado de
la longitud de onda (λ).
La intensidad de radiación es la potencia radiada por unidad de
ángulo sólido.
Antenas
Índice
Introducción
Operación Básica De Una Antena
Términos Y Definiciones
o Impedancia
o Patrón De Radiación
o Campos Cercanos Y Lejanos
o Resistencia De Radiación Y Eficiencia De Radiación De Las Antenas
o Ganancia Directiva Y Ganancia De Potencia
o Polarización De La Antena
o Ancho De Hay De La Antena
o Ancho De Banda De La Antena
Tipos
o Antena De Cuadro
o Diedros
o Antena De Reflector O Parabólica
o Antena Lineal
o Antena Multibanda
o Dipolo De Media Onda
o Antena Yagi
o Antenas VHF Y UHF
o Antenas De Arreglos En Fase
Bibliografía
Autores De Este Informe
Home
Introducción
En esencia, una antena es un sistema conductor metálico capaz de radiar y recibir
ondas electromagnéticas, y una guía de onda es un tuvo metálico conductor por medio
del cual se propaga energía electromagnética de alta frecuencia, por lo general entre
una antena y un transmisor, un receptor, o ambos. Una antena se utiliza como la
interfase entre un transmisor y el espacio libre o el espacio libre y el receptor. Una guía
de onda, así como una línea de transmisión, se utiliza solo para interconectar
eficientemente una antena con el transceptor. Una antena acopla energía de la salida de
un transmisor a la atmósfera de la Tierra o de la atmósfera de la Tierra a un receptor.
Una antena es un dispositivo recíproco pasivo; pasivo en cuanto a que en realidad no
puede amplificar una señal, por lo menos no en el sentido real de la palabra (sin

44. embargo, una antena puede tener ganancia), y recíproco en cuanto a que las
características de transmisión y recepción son idénticas, excepto donde las corrientes de
alimentación al elemento de la antena se limitan a la modificación de patrón de
transmisión.
Indice
Operación Básica De Una Antena
Sin meterse en cuestiones físicas, si una corriente circula por un conductor, creará un
campo eléctrico y magnético en sus alrededores. Luego nuestra corriente creará un
campo eléctrico y magnético, pero como supondremos que la distancia entre los dos
conductores que forman nuestra línea es pequeña, no se creará una onda que se
propaga, puesto que la contribución que presenta el conductor superior se anulará con
la que presenta el conductor inferior.
Pero si separamos en un punto los dos conductores, los campos que crean las corrientes
ya no se anularán entre sí, si no que se creará un campo eléctrico y magnético que
formará una onda que se podrá propagar por el espacio.
Según esto, dependiendo del punto desde el que separemos el conductor, tendremos
una longitud en los elementos radiantes variable. Al variar esta longitud, la distribución
de corriente variará, y lógicamente la onda que se creará y se propagará.
Hay que seguir observando que en los extremos seguimos teniendo un mínimo de
corriente y que continúa repitiéndose cada media longitud de onda. Luego ahora
podemos ver de forma gráfica, que si suponemos que nuestra antena son solo los
elementos radiantes y que el punto en el que los hemos separado es el punto de
alimentación de la antena, el módulo de la intensidad en el punto de alimentación varía
y lógicamente, también varía la impedancia que presenta la antena.
Como podemos ver, no por tener una antena más larga logramos radiar mejor, lo único
que conseguimos es variar el diagrama de radiación y la impedancia que presenta.
Indice
Términos Y Definiciones
Una antena va a formar parte de un sistema, por lo que tenemos que definir parámetros
que la describan y nos permita evaluar el efecto que va a producir sobre nuestro
sistema.

45. Impedancia
Una antena se tendrá que conectar a un transmisor y deberá radiar el máximo de
potencia posible con un mínimo de perdidas. Se deberá adaptar la antena al transmisor
para una máxima transferencia de potencia, que se suele hacer a través de una línea de
transmisión. Esta línea también influirá en la adaptación, debiéndose considerar su
impedancia característica, atenuación y longitud.
Como el transmisor producirá corrientes y campos, a la entrada de la antena se puede
definir la impedancia de entrada mediante la relación tensión-corriente en ese punto.
Esta impedancia poseerá una parte real Re(w) y una parte imaginaria Ri(w),
dependientes de la frecuencia.
Si a una frecuencia una antena no presenta parte imaginaria en su impedancia Ri(w)=0,
entonces diremos que esa antena está resonando a esa frecuencia.
Normalmente usaremos una antena a su frecuencia de resonancia, que es cuando mejor
se comporta, luego a partir de ahora no hablaremos de la parte imaginaria de la
impedancia de la antena, si no que hablaremos de la resistencia de entrada a la antena
Re. Lógicamente esta resistencia también dependerá de la frecuencia.
Esta resistencia de entrada se puede descomponer en dos resistencias, la resistencia de
radiación (Rr) y la resistencia de pérdidas (RL). Se define la resistencia de radiación
como una resistencia que disiparía en forma de calor la misma potencia que radiaría la
antena. La antena por estar compuesta por conductores tendrá unas pérdidas en ellos.
Estar pérdidas son las que definen la resistencia de pérdidas en la antena.
Como nos interesa que una antena esté resonando para que la parte imaginaria de la
antena sea cero. Esto es necesario para evitar tener que aplicar corrientes excesivas,
que lo único que hacen es producir grandes pérdidas.
Indice
Patrón De Radiación
Es un diagrama polar que representa las intensidades de los campos o las densidades
de potencia en varias posiciones angulares en relación con una antena. Si el patrón de
radiación se traza en términos de la intensidad del campo eléctrico (E) o de la densidad
de potencia (P), se llama patrón de radiación absoluto. Si se traza la intensidad del
campo o la densidad de potencia en relación al valor en un punto de referencia, se llama
patrón de radiación relativa. El patrón se traza sobre papel con coordenadas polares con
la línea gruesa sólida representando los puntos de igual densidad de potencia (10
mW/m2). Los gradientes circulares indican la distancia en pasos de dos kilómetros.
Puede verse que la radiación máxima está en una dirección de 90° de la referencia. La
densidad de potencia a diez kilómetros de la antena en una dirección de 90° es 10
mW/m2. En una dirección de 45°, el punto de igual densidad de potencia es cinco
kilómetros de la antena; a 180°, está solamente a cuatro kilómetros; y en una dirección
de -90°, en esencia no hay radiación.
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46. Campos Cercanos Y Lejanos
El campo de radiación que se encuentra cerca de una antena no es igual que el campo
de radiación que se encuentra a gran distancia. El término campo cercano se refiere al
patrón de campo que está cerca de la antena, y el término campo lejano se refiere al
patrón de campo que está cerca de la antena, y el término campo lejano se refiere al
patrón de campo que está a gran distancia. Durante la mitad del ciclo, la potencia se
irradia desde una antena, en donde parte de la potencia se guarda temporalmente en el
campo cercano. Durante la segunda mitad del ciclo, la potencia que está en el campo
cercano regresa a la antena. Esta acción es similar a la forma en que un inductor
guarda y suelta energía. Por tanto, el campo cercano se llama a veces campo de
inducción. La potencia que alcanza el campo lejano continúa irradiando lejos y nunca
regresa a la antena. Por tanto, el campo lejano se llama campo de radiación. La
potencia de radiación, por lo general, es la más importante de las dos; por consiguiente,
los patrones de radiación de la antena, por lo regular se dan para el campo lejano. El
campo cercano se define como el área dentro de una distancia D2/l de la antena, en
donde l es la longitud de onda y D el diámetro de la antena en las mismas unidades.
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Resistencia De Radiación Y Eficiencia De Antena
No toda la potencia suministrada a la antena se irradia. Parte de ella se convierte en
calor y se disipa. La resistencia de radiación es un poco "irreal", en cuanto a que no
puede ser medida directamente. La resistencia de radiación es una resistencia de la
antena en ca y es igual a la relación de la potencia radiada por la antena al cuadrado de
la corriente en su punto de alimentación. Matemáticamente, la resistencia de radiación
es
R r= P / i 2
donde:
Rr = Resistencia de radiación (ohms)
P = Potencia radiada por la antena (Watts)
i = Corriente de la antena en el punto de alimentación (Amperes)
La resistencia de radiación es la resistencia que, si reemplazara la antena, disiparía
exactamente la misma cantidad de potencia de la que irradia la antena.
La eficiencia de antena es la relación de la potencia radiada por una antena a la suma
de la potencia radiada y la potencia disipada o la relación de la potencia radiada y la
potencia disipada o la relación de la potencia radiada por la antena con la potencia total
de entrada.
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47. Ganancia Directiva Y Ganancia De Potencia
Los términos ganancia directiva y ganancia de potencia con frecuencia no se
comprenden y, por tanto, se utilizan incorrectamente. La ganancia directiva es la
relación de la densidad de potencia radiada en una dirección en particular con la
densidad de potencia radiada al mismo punto por una antena de referencia, suponiendo
que ambas antenas irradian la misma cantidad de potencia. El patrón de radiación para
la densidad de potencia relativa de una antena es realmente un patrón de ganancia
directiva si la referencia de la densidad de potencia se toma de una antena de
referencia estándar, que por lo general es una antena isotrópica. La máxima ganancia
directiva se llama directividad.
La ganancia de potencia es igual a la ganancia directiva excepto que se utiliza el total de
potencia que alimenta a la antena (o sea, que se toma en cuenta la eficiencia de la
antena). Se supone que la antena indicada y la antena de referencia tienen la misma
potencia de entrada y que la antena de referencia no tiene pérdidas.
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Polarización De La Antena
La polarización de una antena se refiere sólo a la orientación del campo eléctrico
radiado desde ésta. Una antena puede polarizarse en forma lineal (por lo regular,
polarizada horizontalmente o verticalmente, suponiendo que los elementos de la antena
se encuentran dentro de un plano horizontal o vertical), en forma elíptica, o circular. Si
una antena irradia una onda electromagnética polarizada verticalmente, la antena se
define como polarizada verticalmente; si la antena irradia una onda electromagnética
polarizada horizontalmente, se dice que la antena está polarizada horizontalmente; si el
campo eléctrico gira en un patrón elíptico, está polarizada elípticamente; y si el campo
eléctrico gira en un patrón circular, está polarizada circularmente.
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Ancho Del Haz De La Antena
El ancho del haz de la antena es solo la separación angular entre los dos puntos de
media potencia (-3 dB) en el lóbulo principal del patrón de radiación del plano de la
antena, por lo general tomado de uno de los planos "principales".
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48. 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.
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Tipos
Una antena es un dispositivo formado por un conjunto de conductores que, unido a un
generador, permite la emisión de ondas de radio frecuencia, o que, conectado a una
impedancia, sirve para captar las ondas emitidas por una fuente lejana para este fin
existen diferentes tipos:
Antena De Cuadro:
Antena de escasa sensibilidad, formada por una bobina de una o varias espiras
arrolladas en un cuadro, cuyo funcionamiento bidireccional la hace útil en
radiogoniometría.
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Diedros Canal 4 De Santa Fe
Sistema diseñado y construido por el Departamento de Ingeniería de Antenas
Profesionales.
Se trata de un conjunto de 4 Diedros apareados para lograr un diagrama de irradiación
bi-direccional de alta ganancia.
Es utilizado por Canal 13 de Santa Fe en una repetidora del interior de la provincia.
El conjunto está alimentado por un divisor de potencia con entrada para cable Coaxial
de 1 5/8". Presenta una ganancia bi-direccional de 9 dBd y tiene un ancho de banda de
6MHz con R.O.E. mejor que 1.2:1 para toda la banda.
Se encuentra montado en un mástil de 1,10 metros de cara y 120 metros de altura.

49. Indice
Antena De Reflector O Parabólica
Las antenas reflectoras parabólicas proporcionan una ganancia y una directividad
extremadamente altas y son muy populares para los radios de microondas y el enlace
de comunicaciones por satélite. Una antena parabólica se compone de dos partes
principales: un reflector parabólico y elemento activo llamado mecanismo de
alimentación. En esencia, el mecanismo de alimentación aloja la antena principal (por lo
general un dipolo o una tabla de dipolo), que irradia ondas electromagnéticas hacia el
reflector. El reflector es un dispositivo pasivo que solo refleja la energía irradiada por el
mecanismo de alimentación en una emisión concentrada altamente direccional donde
las ondas individuales están todas en fase entre sí (un frente de ondas en fase).
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Antena Lineal
La que está constituida por un conductor rectilíneo, generalmente en posición vertical.

50. Indice
Antena Multibanda
La que permite la recepción de ondas cortas en una amplitud de banda que abarca muy
diversas frecuencias.
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Dipolo De Media Onda
El dipolo de media onda lineal o dipolo simple es una de las antenas más ampliamente
utilizadas en frecuencias arriba de 2MHz. En frecuencias abajo de 2 MHz, la longitud
física de una antena de media longitud de onda es prohibitiva. Al dipolo de media onda
se le refiere por lo general como antena de Hertz.
Una antena de Hertz es una antena resonante. O Sea, es un múltiplo de un cuarto de
longitud de onda de largo y de circuito abierto en el extremo más lejano. Las ondas
estacionarias de voltaje y de corriente existen a lo largo de una antena resonante.
La impedancia varia de un valor máximo en los extremos de aproximadamente 2500 W
a un valor mínimo en el punto de alimentación de aproximadamente 73 W (de los
cuales entre 68 y 70 W es la impedancia de radiación).
El patrón de radiación de espacio libre para un dipolo de media onda depende de la
localización horizontal o vertical de la antena con relación a la superficie de la tierra.
La figura siguiente muestra el patrón de radiación vertical para un dipolo de media onda
montado verticalmente. Obsérvese que los dos lóbulos principales que irradian en
direcciones opuestas están en ángulo derecho a la antena, los lóbulos no son círculos,

51. se obtienen solo en el caso ideal donde la corriente es constante a todo lo largo de la
antena, y esto es inalcanzable en una antena real.
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Antena Yagi
Antena 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. (figura siguiente)
Los elementos no activados se denominan parásitos, la antena yagi puede tener varios
elementos activos y varios parásitos. Su ganancia esta dada por:
Para la antena yagi de tres elementos la distancia entre el reflector y el activo es de
0.15l, y entre el activo y el director es de 0.11l. Estas distancias de separación entre los
elementos son las que proporcionan la óptima ganancia, ya que de otra manera los
campos de los elementos interferirían destructivamente entre sí, bajando la ganancia.
Como se puede observar, este diseño de antena yagi resulta ser de ancho de banda
angosto, ya que el elemento dipolar está cortado a una sola frecuencia que
generalmente se selecciona en la mitad del ancho de banda de los canales bajos de TV;
es decir, del canal 2 al canal 6 (de 50MHz a 86 MHz). Esto resulta ser una desventaja ya
que no es posible cubrir varios canales de TV con una misma ganancia seleccionada. Por
tal razón se utiliza la denominada antena yagi de banda ancha, la cual puede cubrir
varios canales a la vez aunque sacrificando la ganancia.
Tiene una impedancia de 50 ohms.
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Antenas VHF Y UHF
Para clasificar las ondas de radio se toman como medida los múltiplos de diez en la
longitud de onda. Por lo tanto las ondas de VHF tienen una longitud de onda entre 1
Metro y 10 Metros mientras que las de UHF tienen una longitud de entre 10 Centímetros
y un Metro. Como la relación es que la frecuencia es igual a la velocidad de la luz
(misma velocidad que la de propagación de las ondas electromagnéticas,
aproximadamente 300.000 Km./h) dividida por la longitud de onda, entonces tenemos
que la banda de VHF va desde los 30 Mhz a los 300 Mhz y la de UHF va de los 300 Mhz
a los 3 Ghz.

52. Las actuales aplicaciones en comunicaciones de punto a punto o móviles que superan
los 30 Mhz son muy populares y han hecho que aparezca un gran numero de antenas
para estas aplicaciones.
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Antenas De Arreglos En Fase
Una antena de arreglo de fase es un grupo de antenas que, cuando se conectan,
funcionan como una sola antena cuyo ancho de haz y dirección (o sea, patrón de
radiación) puede cambiarse electrónicamente sin tener que mover físicamente ninguna
de las antenas individuales. La ventaja principal de las antenas de arreglo de fase es
que eliminan la necesidad de girar en forma mecánica los elementos de la antena. En
esencia, un arreglo de fase es una antena cuyo patrón de radiación puede ajustarse o
cambiarse electrónicamente. La aplicación principal de arreglo de fase es en radares,
donde los patrones de radiación deben ser capaces de cambiar rápidamente para seguir
un objeto en movimiento.
PARÁMETROS FUNDAMENTALES DE
LAS ANTENAS
Densidad de potencia radiada
La densidad de potencia radiada se define como la potencia por
unidad de superficie en una determinada dirección. Las unidades son
watios por metro cuadrado. Se puede calcular a partir de los valores
eficaces de los campos como

53. La relación entre el módulo del campo eléctrico y el módulo del campo
magnético es la impedancia característica del medio
Por lo tanto, la densidad de potencia radiada también se puede
calcular a partir de las dos componentes del campo eléctrico.
La potencia total radiada se puede obtener como la integral de la
densidad de potencia en una esfera que encierre a la antena.
La intensidad de radiación es la potencia radiada por unidad de ángulo
sólido en una determinada dirección. Las unidades son watios por
estereoradián. Dicho parámetro es independiente de la distancia a la
que se encuentre la antena emisora.
La relación entre la intensidad de radiación y la densidad de potencia
radiada es
La potencia total radiada se puede calcular integrando la intensidad de
radiación en todas las direcciones del espacio.

54. Antenas y diagramas (patrones) de radiación
Las antenas son un componente muy importante de 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 llamadiagrama o patrón de radiación.
Glosario de términos de las antenas
Antes de hablar de antenas específicas, hay algunos términos que deben ser definidos y explicados:
Impedancia de entrada
Para una transferencia de energía eficiente, la impedancia del radio, la antena, y el cable de
transmisión que las conecta debe ser la misma. Las antenas y sus líneas de transmisión generalmente
están diseñadas para una impedancia de 50 . Si la antena tiene una impedancia diferente a 50 , hay una
desadaptación, y se necesita un circuito de acoplamiento de impedancia. Cuando alguno de estos
componentes no tiene la misma impedancia, la eficiencia de transmisión se ve afectada.
Pérdida de retorno
La pérdida de retorno es otra forma de expresar la desadaptación. Es una medida logarítmica
expresadaen dB, que compara la potencia reflejada por la antena con la potencia con la cual la
alimentamos desde la línea de transmisión. La relación entre SWR (Standing Wave Ratio –Razón de
Onda Estacionaria–) y la pérdida de retorno es la siguiente:
SWR
Pérdida de Retorno (en dB) = 20log10 ---------
SWR-1
Aunque siempre existe cierta cantidad de energía que va a ser reflejada hacia el sistema, una pérdida de
retorno elevada implica un funcionamiento inaceptable de la antena.
Ancho de banda
El ancho de banda de una antena se refiere al rango de frecuencias en el cual puede operar de forma
correcta. Este ancho de banda es el número de hercios (Hz) para los cuales la antena va a tener una
Razón de Onda Estacionaria (SWR) menor que 2:1.
El ancho de banda también puede ser descrito en términos de porcentaje de la frecuencia central de la
banda.
F H - FL
Ancho de Banda = 100 ------------
FC
…donde FH es la frecuencia más alta en la banda, FL es la frecuencia más baja, y FC es la frecuencia
central.

55. De esta forma, el ancho de banda porcentual es constante respecto a la frecuencia. Si fuera
expresado enunidades absolutas, variaría dependiendo de la frecuencia central. Los diferentes tipos
de antenas tienen variadas limitaciones de ancho de banda.
Directividad y Ganancia
La Directividad es la habilidad de una antena de transmitir enfocando la energía en una dirección
particular, o de recibirla de una dirección particular. Si un enlace inalámbrico utiliza locaciones fijas para
ambos extremos, es posible utilizar la directividad de la antena para concentrar la transmisión de la
radiación en la dirección deseada. En una aplicación móvil donde la antena no está fijada a un punto, es
imposible predecir dónde va a estar, y por lo tanto la antena debería radiar en todas las direcciones del
plano horizontal. Enestas aplicaciones se utiliza una antena omnidireccional.
La ganancia no es una cantidad que pueda ser definida en términos de una cantidad física como vatios u
ohmios, es un cociente sin dimensión. La ganancia se expresa en referencia a una antena estándar. Las
dos referencias más comunes son la antena isotrópica y la antena dipolo resonante de media
longitud de onda. La antena isotrópica irradia en todas direcciones con la misma intensidad. En la
realidad esta antena no existe, pero provee un patrón teórico útil y sencillo con el que comparar
las antenas reales. Cualquier antena real va a irradiar más energía en algunas direcciones que en otras.
Puesto que las antenas no crean energía, la potencia total irradiada es la misma que una antena
isotrópica. Toda energía adicional radiada enlas direcciones favorecidas es compensada por menos
energía radiada en las otras direcciones.
La ganancia de una antena en una dirección dada es la cantidad de energía radiada en esa dirección
comparada con la energía que podría radiar una antena isotrópica en la misma dirección alimentada con
la misma potencia. Generalmente estamos interesados en la ganancia máxima, que es aquella en la
dirección hacia la cual la antena está radiando la mayor potencia. Una ganancia de antena de 3dB
comparada con una isotrópica debería ser escrita como 3dBi. El dipolo resonante de media longitud de
onda puede ser un estándar útil a la hora de compararlo con otras antenas a una frecuencia, o sobre una
banda estrecha de frecuencias. Para comparar el dipolo con una antena sobre un rango de frecuencias
se requiere de un número de dipolos de diferentes longitudes. La ganancia de una antena comparada
con un dipolo debería ser escrita como 3dBd.
El método para medir la ganancia mediante la comparación de la antena bajo prueba con una antena
estándar conocida, de ganancia calibrada, es conocido como técnica de transferencia de ganancia.
Otro método para medir la ganancia es el de las tres antenas, donde la potencia transmitida y
recibida en las terminales de las antenas es medida entre tres antenas elegidas arbitrariamente a una
distancia fija conocida.
Diagramas o Patrones de Radiación
Los patrones o diagramas 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 las mediciones de los mismos son una porción bi-dimensional del patrón, en el plano
horizontal o vertical. Estas mediciones son
presentadas en coordenadas rectangulares o en coordenadas polares. La siguiente figura muestra el
diagrama de radiación en coordenadas rectangulares de una antena Yagi de diez elementos. El detalle es
bueno pero se hace difícil visualizar el comportamiento de la antena endiferentes direcciones.

56. 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. El siguiente es un diagrama
de radiación en coordenadas polares de la misma antena Yagi de diez elementos.
Los sistemas de coordenadas polares pueden dividirse en dos clases: lineales y logarítmicos. En el
sistema de coordenadas polares lineal, los círculos concéntricos están uniformemente espaciados y
graduados. La retícula resultante puede ser utilizada para preparar un diagrama lineal de la potencia
contenida en la señal. Para facilitar la comparación, los círculos concéntricos equiespaciados pueden
reemplazarse por círculos ubicados adecuadamente, representando la respuesta en decibeles, con 0 dB
correspondiendo al círculo más externo. En este tipo de gráficas los lóbulos menores se suprimen. Los
lóbulos con picos menores de 15 dB debajo del lóbulo principal desaparecen por su pequeño tamaño.
Esta retícula mejora la presentación de las características de antenas con alta directividad y lóbulos
menores pequeños. En un sistema de coordenadas lineales, se puede trazar el voltaje de la
señal en lugar de la potencia, En este caso también, se enfatiza la directividad y desenfatizan los lóbulos
menores, pero no enel mismo grado que en la retícula lineal de potencia.

57. En el sistema de coordenadas polares logarítmico, las líneas concéntricas de la retícula son espaciadas
periódicamente de acuerdo con el logaritmo de voltaje de la señal. Se pueden usar diferentes valores
para la constante logarítmica de periodicidad, y esta elección va a tener un efecto en la apariencia de los
diagramas trazados. Generalmente se utiliza la referencia 0 dB para el extremo externo de la gráfica.
Con este tipo de retícula, los lóbulos que están 30 o 40 dB por debajo del lóbulo principal aún pueden
distinguirse. El espacio entre los puntos a 0 dB y a -3 dB es mayor que el espacio entre -20 dB y -23 dB,
el cual es mayor que el espacio entre -50 dB y -53 dB. Por lo tanto el espacio corresponde a la
significancia relativa de dichos cambios en el desempeño de la antena.
Una escala logarítmica modificada enfatiza la forma del haz mayor mientras comprime los lóbulos
laterales de muy bajo nivel (<30 dB) hacia el centro del patrón.
Hay dos tipos de diagramas de radiación: los absolutos y los relativos. Los diagramas de radiación
absolutos se presentan en unidades absolutas de potencia o intensidad de campo. Los diagramas de
radiación relativos se referencian a unidades relativas de potencia o intensidad de campo. La mayoría de
las mediciones de los diagramas de radiación son relativas a la antena isotrópica, y el método de
transferencia de ganancia es utilizado para establecer la ganancia absoluta de la antena.

58. El patrón de radiación en la región cercana a la antena no es el mismo que el patrón a largas distancias.
El término campo cercano se refiere al patrón del campo que existe cerca de la antena, mientras que el
término campo lejano refiere a los diagramas del campo a largas distancias. El campo alejado también
es denominado campo de radiación, y generalmente es el que más interesa. Normalmente el punto de
interés es la potencia radiada, y por lo tanto los diagramas de la antena son medidos en la región del
campo alejado. Para las medidas necesarias para confeccionar los diagramas es importante elegir una
distancia suficientemente grande para estar en el campo lejano, más allá del campo cercano. La
distancia mínima depende de las dimensiones de la antena con relación a la longitud de onda. La fórmula
aceptada para esta distancia es:
2d2
rmin = -----
λ
…donde rmin es la distancia mínima desde la antena, d es la dimensión más grande de la antena, y λ es
la longitud de onda.

59. Ancho del haz
El ancho del haz de una antena usualmente se entiende como ancho del haz a mitad de potencia. Se
encuentra el pico de intensidad de radiación, luego se localizan los puntos de ambos lados de pico que
representan la mitad de la potencia de intensidad del pico. La distancia angular entre los puntos de la
mitad de la potencia se define como el ancho del haz. La mitad de la potencia expresada en decibeles es
de -3dB, por lo tanto algunas veces el ancho del haz a mitad de potencia es referido como el ancho del
haz a 3dB. Generalmente se consideran tanto el ancho de haz vertical como horizontal.
Suponiendo que la mayor parte de la potencia radiada no se dispersa en lóbulos laterales, entonces la
ganancia directiva es inversamente proporcional al ancho del haz: cuando el ancho del haz decrece, la
ganancia directiva se incrementa.
Lóbulos laterales
Ninguna antena es capaz de radiar toda la energía en una dirección preferida. Inevitablemente, una
parte de ella es radiada en otras direcciones. Esos picos más pequeños son denominados lóbulos
laterales, especificados comúnmente en dB por debajo del lóbulo principal.
Nulos
En los diagramas de radiación de una antena, una zona nula es aquella en la cual la potencia
efectivamente radiada está en un mínimo. Un nulo a menudo tiene un ángulo de directividad
estrecho en comparación al haz principal. Los nulos son útiles para varios propósitos tales como la
supresión de señales interferentes enuna dirección dada.
Polarización
La polarización se define como la orientación del campo eléctrico de una onda
electromagnética. Engeneral la polarización se describe por una elipse. Dos casos especiales de la
polarización elíptica son lapolarización lineal y la polarización circular. La polarización inicial de una
onda de radio es determinada por la antena.
Con la polarización lineal, el vector del campo eléctrico se mantiene en el mismo plano todo el tiempo. El
campo eléctrico puede dejar la antena en una orientación vertical, horizontal, o en algún ángulo entre
los dos. La radiación polarizada verticalmente se ve ligeramente menos afectada por las
reflexiones en el camino de transmisión. Las antenas omnidireccionales siempre tienen una polarización
vertical. Con lapolarización horizontal, tales reflexiones causan variaciones en la intensidad de la
señal recibida. Lasantenas horizontales tienen menos probabilidad de captar interferencias generadas
por el hombre, normalmente polarizadas verticalmente.

60. En la polarización circular el vector del campo eléctrico aparece rotando con un movimiento circular en la
dirección de la propagación, haciendo una vuelta completa para cada ciclo de RF. Esta rotación puede
ser hacia la derecha o hacia la izquierda. La elección de la polarización es una de las elecciones de
diseño disponibles para el diseñador del sistema de RF.
Desadaptación de polarización
Para transferir la máxima potencia entre una antena transmisora y una receptora, ambas antenas deben
tener la misma orientación espacial, el mismo sentido de polarización y el mismo coeficiente axial.
Cuando las antenas no están alineadas o no tienen la misma polarización, habrá una reducción en la
transferencia de potencia entre ambas antenas. Esto va a reducir la eficiencia global y las prestaciones
del sistema. Cuando las antenas transmisora y receptora están polarizadas linealmente, una
desalineación física entre ellas va a resultar en una pérdida por desadaptación de polarización, que
puede ser determinada utilizando la siguiente fórmula:
Pérdida (dB) = 20 log10 (cos θ)
…donde es la diferencia en el ángulo de alineación entre las dos antenas. Para 15° la pérdida es de
aproximadamente 0.3dB, para 30° perdemos 1.25dB, para 45° perdemos 3dB y para 90° tenemos una
pérdida infinita.
Resumiendo, cuanto más grande la desadaptación de polarización entre una antena transmisora y una
receptora, más grande la pérdida aparente. En el mundo real, la pérdida debida a una