Antenas Conceptos Tipos Caracteristicas

8/16/2019 Antenas Conceptos Tipos Caracteristicas

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Concepto de Antena:

Ing. Msc. Jaime Ramírez ArtunduagaDefinición dada por la IEEE: “Un medio para radiar y/o recibir ondasde radio”.

Es un transductor : consistente en aquel dispositivo conductor , que

trabaando en modo de transmisión, convierte las se!ales el"ctricasen se!ales de electroma#n"ticas $radio% y trabaando en modo derecepción convierte las se!ales electroma#n"ticas $radio% ense!ales el"ctricas.

X T

eléctrica Energía néticaelectromag Energía eléctrica Energía

X R


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Circuito eléctrico equivalente de la Antena

a.) Modo de Transmisin: una car#a

T V

T Z R

C G

La X

r R

L R

Transnisor ntransmisióde Línea Antena


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!.) Modo de Recepcin: una fuente

iV

L R

a X

Antena ntransmisióde Línea ceptor Re

r R

R

C G

L

R

Z


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Unidad infinitesimal de superficie de una esfera de radio: r


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&ampos radiados

)/(:)( mWbmagnéticovectorial potencial r A

• )/(int:)( m Aradiadamagnéticaensidad r H

)/(:)( mV radiadoeléctricocampor E

∫ ×∇=∧×∇=∧=−

V

r !

e r H "

r E r Ar H r

e # r A )(

1)()(

1)(

4)(

00

0

ε µ π

µ

libreespaciodel dad permeabilim H :)/(104 70−×= π µ

libreespaciodel ad permitivid m $ :)/(10854,8 120−×=ε

r


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'ntenas al(mbricas


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'ntenas reflectoras


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'ntenas de apertura


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)icro*antenas


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'rre#lo de antenas


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"cuaciones de Ma#$ell

a.) %orma di&erencial:

t H E ∂∂−=×∇ / µ

osmagneti%ad nomedios H & : µ =

t ' # H ∂∂+=×∇ /

s polari%adonomedios E ' :ε =

s polari%adomedios ( E ' :+= ε

osmagneti%ad medios ) H & :)( += µ

v ' ρ =⋅∇

0=⋅∇ &

+.%

.%

-.%

.%


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!.) %orma integral:

∫ ∫ ⋅∂∂−=⋅c s ad nt H d E )/( µ $ey de 0araday%

∫ ∫ ⋅∂∂+=⋅c s

ad nt ' # d H )/( $ey de 'mpere%

∫ ∫ =⋅ s v

v dvad n ' ρ $ey de 1auss%

∫ =⋅ s

dan & 0 $Ine2istencia de la car#a ma#n"tica aislada%

+.%

.%

-.%

.%


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Modelo de 'on(ting

Conversin de energía magnética en energía eléctrica:

∫ ⋅×−*

dan H E )( t vd H E vd # E oovv

∂〉〉+〈〈∂+⋅= ∫ ∫ /2/)( 22 µ ε

3otencia total 3otencia 4apide5 de decrecimiento en la

suministrada 6 ó7mica 8 ener#9a almacenada en los

a la antena disipada campos el"ctricos y ma#n"ticos


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ector de 'on(ting:

.

2 )/( react rad mW H E ℘+℘=×=℘ $fluo de potencia%.

[ ] )/(Re2

1 2mW H E rad

∗×=℘

densidad de potencia radiada.:

[ ] )/(Im2

1 2mW H E react ∗×=℘

: densidad de potencia reactiva $calor en el entorno%.

'otencia de radiacin:

)(ˆˆ

2

0 0

2

W d d senr daaadan ( rad * *

r r rad rad rad

∫ ∫ ∫ ∫ = =℘=⋅℘=⋅℘=π

φ

π

θ φ θ θ


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*ngulo slido del +az de radiacin

r

r &Ω • da &θ

)(: gradosapert+rade,ng+lo &θ

)(: sr sólido,ng+lo &Ω

( )[ ]2/cos1211

2

0

2/

0

2

222 &

*

&

&

d d senr r dar r

-a% del .rontal ,rea

θ π φ θ θ

π

φ

θ

θ −====Ω ∫ ∫ ∫ = =


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Intensidad de radiación y directividad

Intensidad de radiacin: )/(2 sr W r / rad ℘= : escalar

,irectividad: 'd& ' (

/

/

/ '

rad

10

0

log10)(4 =∧== π

isotropicaderadiacióndeensidad / int:0

,irectividad m-#ima:

rad (

/ ' maxmax 4π = : sobre el ee del 7a5 de radiación.


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1anancia absoluta y eficiencia de radiación

anancia a!soluta: Gd&G (

/

/

/ G

ine

10log10)(4 =∧== π

antenalaaentradade potencia (

antenalaaentregada potenciadeensidad /

in

e

:

int:

"&iciencia de radiacin: 1≤=in

rad

rad (

( e

'G 'eG 'Ge rad rad ≤⇒=⇒=

'ara antenas de alta ganancia $ d&G 40≥ %: &

'GΩ

=≈ π 4

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