documento en el cual pueden apreciar las ondas y demás cosas de algunas antenas

1. Pág 1 de 18
Fundamentos de Antenas – Propagación –
FUNDAMENTOS DE ANTENAS – PROPAGACION –
La forma y tamaño de una antena están dados en función de su propósito.
Para cualquiera que sea su forma física, está diseñada para transmitir y recibir ondas
electromagnéticas.

2. Pág 2 de 18
Fundamentos de Antenas – Propagación –
Vamos a considerar primero una antena
hipotética: la fuente puntual.
De tales fuentes, la energía es radiada hacia
fuera en todas las direcciones.
Vamos a examinar este proceso más de cerca.
La energía radiada puede ser representada
empleando una onda progresiva (onda
viajera) de esta forma.
La forma de onda normalmente sigue la curva
de la señal.

3. Pág 3 de 18
Fundamentos de Antenas – Propagación –
Consideraremos un ciclo completo de la onda.
Está definido como un destello/parpadeo de
onda.
Correlacionamos la onda destellante de la
radiación, con la antena que la produce.
Una antena que da cabida a medio destello de onda es un dipolo simple.
Si alimentamos esta antena con señal alterna, se configurará un flujo de electrones dentro de ella.
El flujo de electrones produce primero una concentración máxima en esta dirección.

4. Pág 4 de 18
Fundamentos de Antenas – Propagación –
…Se invierte…Y produce un máximo en la dirección opuesta.
…El flujo se invierte….Luego un máximo…
Este ciclo se repite así mismo, a la frecuencia de la señal.
Este flujo de electrones crea un campo
magnético fluctuante.
La dirección de este campo está relacionada
al flujo de electrones.
A medida que el flujo de
electrones se invierte el
campo magnético se
hace máximo y las líneas
de fuerza se encuentran
en esta dirección.

5. Pág 5 de 18
Fundamentos de Antenas – Propagación –
Cuando el flujo se detiene las líneas de fuerza colapsan.
A medida que el flujo se invierte de nuevo, el
campo alcanza un máximo.
Las líneas de fuerza están en la dirección
opuesta.

6. Pág 6 de 18
Fundamentos de Antenas – Propagación –
El campo magnético invierte su dirección cada medio ciclo de la frecuencia de la señal.
Esto se conoce como el campo H.

7. Pág 7 de 18
Fundamentos de Antenas – Propagación –
La fuerza de este campo es proporcional a la amplitud de la onda estacionaria de corriente.
Esta onda estacionaria de corriente está 90° desfasada respecto a la onda estacionaria de voltaje.
En estas instancias la
antena tiene un voltaje
positivo en este extremo.
Y un voltaje negativo en
este extremo.

8. Pág 8 de 18
Fundamentos de Antenas – Propagación –
Cuando el voltaje se acumula en la dirección opuesta la polaridad se invierte.

9. Pág 9 de 18
Fundamentos de Antenas – Propagación –
Esta polaridad cambiante produce un campo eléctrico en la cara interior.
Cuando el voltaje está en esta polaridad el
campo está en esta dirección.

10. Pág 10 de 18
Fundamentos de Antenas – Propagación –
Cuando la polaridad se invierte el campo
genera (construye) un máximo en la dirección
opuesta.
Esto se conoce como el campo E.
El campo E y el campo H colapsan cuando están 90° desfasados el uno del otro y constituyen el
campo inmediato de la antena.

11. Pág 11 de 18
Fundamentos de Antenas – Propagación –
Este campo inmediato produce el patrón de radiación de onda.
Desde la antena podemos visualizar la
radiación como lapos (latigazos)
propagándose hacia el exterior.
Las líneas verticales son el componente H y
las líneas horizontales el componente E.
Nótese que las líneas son perpendiculares
entre sí, esto es, están en cuadratura en el
espacio.
Vectorialmente, estas líneas representan picos
de las ondas radiantes.
Nótese que la dirección se invierte al
siguiente ciclo.

12. Pág 12 de 18
Fundamentos de Antenas – Propagación –
Siempre que el pico de estas dos ondas
ocurra simultáneamente, ellas llegan en fase
(en el tiempo).
Por tanto, las ondas progresivas (ondas
viajeras) se establecen para estar en fase en
el tiempo y en cuadratura en el espacio.
La polaridad de la antena
está determinada por el
plano del campo E.
Para obtener la máxima
señal, todas las antenas de
transmisión y recepción
han sido planeadas en el
campo E.
La dirección en la cual los patrones de onda E
y H se propagan está determinada por una
regla simple.

13. Pág 13 de 18
Fundamentos de Antenas – Propagación –
Para aplicar esta regla, usamos dos vectores.
Imagine la acción giratoria de un tornillo, si se pasa del vector E al vector H a través de la
distancia más corta, el tornillo avanza en la dirección de propagación.
Esto se conoce como la regla del vector de Poynting.
En el siguiente ciclo el
vector E y H se
invierten.
Aplicando nuevamente la regla de Poynting, vemos que la dirección de propagación no cambia.

14. Pág 14 de 18
Fundamentos de Antenas – Propagación –
Permitiéndonos considerar
sólo vectores fijos,
cualquier par de vectores
tiene la misma dirección
de propagación.
Pero no se ha considerado lo que sucede cuando las ondas golpean una superficie reflectante...
Tendremos en cuenta un solo par de vectores.
Al igual que antes, la regla de Poynting da la dirección de propagación… Cuando la onda alcanza la
superficie reflectante, el campo E se invierte, pero la dirección del campo H no cambia.
Por la regla de Poynting la dirección del
vector es por lo tanto invertida.

15. Pág 15 de 18
Fundamentos de Antenas – Propagación –
El mismo proceso ocurre para cada par sucesivo de vectores.
La dirección de propagación se invierte cuando las ondas golpean una superficie plana.

16. Pág 16 de 18
Fundamentos de Antenas – Propagación –
Veamos ahora como se registra la intensidad de la energía radiada desde la antena.
Primero, muestreamos la intensidad de la señal en varios puntos.
Tal registro es geográfico y podemos unir los puntos de igual intensidad, para obtener líneas de
contorno (curvas de nivel).
A menudo, es más útil
conocer la forma del
campo radiado por la
antena.
Para lograr esto,
obtenemos la intensidad
de campo, ajustado a un
radio fijo desde la antena.

17. Pág 17 de 18
Fundamentos de Antenas – Propagación –
Ahora usamos una representación vectorial,
para dar a cada anillo, magnitud y dirección.
Para representar esto usamos círculos de
escala.
A lo largo de esta línea la intensidad de
campo del radio seleccionado es tres.
Así que cortamos la línea del círculo que
representa el nivel de intensidad tres.
A lo largo de esta línea la intensidad de
campo del radio seleccionado es cuatro.
Así que se corta al círculo de nivel de
intensidad cuatro.

18. Pág 18 de 18
Fundamentos de Antenas – Propagación –
Al continuar el trazado de esta manera se obtienen una serie de vectores.
Estos vectores representan la intensidad y la
dirección del campo.
Uniendo las puntas de los vectores se obtiene
el diagrama polar de la antena.
El diagrama polar
completo es tridimensional
y nos permite visualizar
las características de
radiación de una antena.
Vamos a revisar ahora los elementos básicos de la propagación de una antena.
Un dipolo de media onda excitado por una señal tendrá un flujo de electrones establecido dentro
de él.
Este movimiento de electrones crea dos campos.
Estos campos que se crean y colapsan en cuadratura de tiempo y espacio forman el campo
inmediato de la antena.
Este campo inmediato produce el patrón de radiación de ondas.
Podemos representar esta radiación por vectores.
Asociado con estos vectores está el patrón de ondas progresivas (ondas viajeras).
Las ondas progresivas (ondas viajeras) están en fase en el tiempo y cuadratura en el espacio.
Las características fundamentales de estas ondas progresivas (ondas viajeras) y los medios por los
que se producen, son las mismas para cualquier sistema de antenas.