Fundamentos de Propagación de Ondas y Diseño de Antenas

Polarización

- La polarización se refiere a la orientación del campo eléctrico respecto a la superficie de propagación.

- Tipos de polarización:

- Lineal: la polarización permanece constante con la propagación de la onda.

- Circular: el vector de polarización gira 360° conforme la onda recorre por el espacio una longitud de onda.

- Elíptica: la punta del vector de campo eléctrico describe una forma elíptica en un plano fijo cualquiera.

Rayo y frente de onda

- El concepto de rayo representa la dirección de propagación de la onda.

- El concepto de frente de onda representa una superficie de ondas electromagnéticas de fase constante.

Densidad de potencia e intensidad de campo

- La densidad de potencia se define como la cantidad de energía que atraviesa una superficie determinada en un instante de tiempo.

- La intensidad de campo se refiere a la intensidad del campo eléctrico y magnético.

- La relación entre la densidad de potencia y las intensidades de campo viene dada por la expresión: potencia = E * H.

Impedancia carácterística del espacio libre

- La impedancia carácterística del espacio libre representa la oposición o resistencia del espacio libre o vacío.

- Su valor viene dado por: Z = √(μ₀ / &épsilon;₀), donde μ₀ es la permeabilidad magnética del vacío y &épsilon;₀ es la permitividad eléctrica del vacío.

Fenómenos de propagación

- Reflexión: la onda choca con la interfaz de dos medios y es reflejada.

- Refracción: la onda cambia de dirección al pasar de un medio a otro.

- Difracción: la onda se curva alrededor de un obstáculo.

- Interferencia: la superposición de dos o más ondas.

Tipos de antenas

- Antenas elementales: dipolo elemental, espira elemental.

- Antenas resonantes: dipolo 1/2, antena Marconi.

- Antenas directivas: antena parabólica, antena de cuerno cónico.

Parámetros de las antenas

- Directividad: la capacidad de la antena para concentrar la potencia radiada en una dirección.

- Ganancia: la relación entre la densidad de potencia radiada y la densidad de potencia recibida.

- Impedancia de entrada: la impedancia que presenta la antena al circuito de transmisión.

- Diagrama de radiación: la representación gráfica de la distribución de la potencia radiada en función de la dirección.

Adaptación de impedancias

- La adaptación de impedancias se realiza para transferir la máxima potencia y reducir la potencia que se refleja.

- La impedancia de entrada de la antena debe ser igual a la impedancia de salida del generador.

Agrupaciones de antenas

- Las agrupaciones de antenas pueden clasificarse en función de la dirección de la radiación máxima en:

- Agrupamientos de antenas de radiación transversal.

- Agrupamientos de antenas de radiación longitudinal.

Antenas de microondas

- Antena parabólica: está formada por un reflector parabólico y un elemento activo que se conoce como mecanismo de alimentación.

- Antena de cuerno cónico: es una guía de ondas terminada en forma de cono.