El documento describe los diferentes tipos de antenas, incluyendo sus características y parámetros fundamentales. Explica que una antena es un dispositivo que emite y recibe ondas electromagnéticas y que pueden ser de hilo, de apertura o planas. También describe los diagramas de radiación, parámetros como ganancia, directividad e impedancia, y menciona ejemplos comunes como antenas parabólicas, monopolo y dipolo.

1. Antenas
Ing. Yohany Ortiz

2. Definición
Una antena es un dispositivo normalmente
conductor metálico, diseñado con el objetivo
de emitir y/o recibir ondas
electromagnéticas hacia el espacio libre.
Una antena transmisora transforma energía
eléctrica en ondas electromagnéticas, y una
receptora realiza la función inversa.
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.

3. Diagramas de radiación
El diagrama de radiación de una antena se define como la
representación gráfica de las características de radiación en función de
la dirección angular.
Sistema de
coordenadas
Se utilizará habitualmente un
sistema de coordenadas esférico.
Diagramas
tridimensionales
Se puede representar el campo
eléctrico, magnético o la densidad
de potencia radiada
Diagramas
bidimensionales
Un corte bidimensional en
coordenadas polares
Curvas de
nivel
Cuando la antena es muy directiva, y
especialmente en el caso de antenas
bidimensionales, se suelen utilizar
métodos de representación en forma
de curvas de nivel o en forma de
funciones tridimensionales.

4. Parámetros Fundamentales de las Antenas
1. 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.
Nota: La potencia total radiada se puede calcular integrando
la intensidad de radiación en todas las direcciones del
espacio.
2. Directividad
La Directividad de una antena se define como la
relación entre la densidad de potencia radiada en
una dirección, a una distancia, y la densidad de
potencia que radiaría a la misma distancia una
antena isotrópica,, a igualdad de potencia total
radiada.

5. Parámetros Fundamentales de las Antenas
3. Ganancia
La ganancia de una antena se define como la
relación entre la densidad de potencia radiada en
una dirección y la densidad de potencia que
radiaría una antena isotrópica, a igualdad de
distancias y potencias entregadas a la antena.
4. Polarización
La polarización de una antena es la polarización de la onda
radiada por dicha antena en una dirección dada. La polarización
de una onda es la figura geométrica determinada por el extremo
del vector que representa al campo eléctrico en función del
tiempo, en una posición dada. Para ondas con variación
sinusoidal dicha figura es en general una elipse. Hay una serie
de casos particulares.

6. Parámetros Fundamentales de las Antenas
5. Impedancia
La impedancia de una antena se define como la
relación entre la tensión y la corriente en sus
terminales de entrada. Dicha impedancia es en
general compleja. La parte real se denomina
resistencia de antena y la parte imaginaria,
reactancia de antena.
6. Adaptación
Las antenas receptoras tienen un circuito equivalente de
Thevenin, con una impedancia de antena y un generador de
tensión. La transferencia de potencia entre la antena y la carga
es máxima cuando ambas impedancias son complejas
conjugadas.

7. Parámetros Fundamentales de las Antenas
7. Área y longitud efectivas
El área efectiva se define como la relación entre la
potencia recibida y la densidad de potencia incidente
en una antena. La antena debe estar adaptada a la
carga, de forma que la potencia transferida sea la
máxima. La onda recibida debe estar adaptada en
polarización a la antena.
8. Ancho de banda
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. Tipos de antenas
Existen tres tipos básicos de antenas:
- Antenas de hilo
- Antenas de apertura
- Antenas planas.
Las podemos clasificar en
- Unidireccional
- Omnidireccional

9. 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.
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:
• El monopolo vertical
• El dipolo y su evolución, la antena Yagi
• La antena espiral
• La antena helicoidal

10. Antenas de apertura
Ejemplos:
Hay varios tipos de antenas de apertura,
como:
- La antena de bocina.
- La antena parabólica.
- La antena parabólica del Radar
Doppler.
- Superficies reflectoras en general.
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.

11. Antenas Planas
Un tipo particular de antena plana son
las antenas de apertura sintética,
típicas de los radares de apertura
sintética (SAR).