¿Qué es una antena?
Una
antena es un dispositivo usado para las transmisiones en frecuencias AM o FM,
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.
Antenas omnidireccionales
Definimos
las antenas omnidireccionales como aquella que es capaz de radiar energía
prácticamente en todas direcciones.
El
uso habitual hace que las antenas omnidireccionales no emitan exactamente en
todas direcciones, sino que tiene una zona donde irradia energía por igual (por
ejemplo, el plano horizontal).
Antena direccional
Las Antenas direccional
a diferencia de las antenas omnidireccionales, una antena direccional
(también llamada unidireccional o directiva) es una antena capaz de concentrar
la mayor parte de la energía radiada de manera localizada, aumentando así la
potencia emitida hacia el receptor o desde la fuente deseados y
evitando interferencias introducidas por fuentes no deseadas. Las antenas
direccionales, como por ejemplo las antenas Parabólicas, proporcionan
mucho mejor rendimiento que las antenas de dipolo cuando se desea concentrar
gran parte de la radiación en una dirección deseada, con una ganancia de 29 dBi
que puede ser montada con polarización horizontal o vertical.
Características de una antena
Ganancia:
La ganancia de una antena es la relación entre la potencia que entra en una antena y la potencia que sale de esta. Esta ganancia es comúnmente referida en dBi's, y se refiere a la comparación de cuanta energía sale de la antena en cuestión, comparada con la que saldría de una antena isotrópica. Una antena isotrópica es aquella que cuenta con un patrón de radiación esférico perfecto y una ganancia lineal unitaria.
La ganancia de una antena es la relación entre la potencia que entra en una antena y la potencia que sale de esta. Esta ganancia es comúnmente referida en dBi's, y se refiere a la comparación de cuanta energía sale de la antena en cuestión, comparada con la que saldría de una antena isotrópica. Una antena isotrópica es aquella que cuenta con un patrón de radiación esférico perfecto y una ganancia lineal unitaria.
Directividad:
La directividad de la antena es una medida de la concentración de la potencia radiada en una dirección particular. Se puede entender también como la habilidad de la antena para direccionar la energía radiada en una dirección especifica.
La directividad de la antena es una medida de la concentración de la potencia radiada en una dirección particular. Se puede entender también como la habilidad de la antena para direccionar la energía radiada en una dirección especifica.
Polarización:
Es la orientación de las ondas electromagnéticas al salir de la antena. Hay dos tipos básicos de polarización que aplican a las antenas, como son: Lineal (incluye vertical, horizontal y oblicua) y circular (que incluye circular derecha, circular izquierda, elíptica derecha, y elíptica izquierda).
Es la orientación de las ondas electromagnéticas al salir de la antena. Hay dos tipos básicos de polarización que aplican a las antenas, como son: Lineal (incluye vertical, horizontal y oblicua) y circular (que incluye circular derecha, circular izquierda, elíptica derecha, y elíptica izquierda).
Tipos de
antenas
Hay varios tipos de antenas. Los más relevantes para aplicaciones en bandas libres son:
Hay varios tipos de antenas. Los más relevantes para aplicaciones en bandas libres son:
o Antenas Dipolo
o Antenas Dipolo multi-elemento
o Antenas Yagi
o Antenas Panel Plano (Flat Panel)
o Antenas parabólicas (plato parabólico)
Antenas Dipolo:
Todas las antenas de dipolo tienen un patrón de radiación generalizado.
Todas las antenas de dipolo tienen un patrón de radiación generalizado.
ü Primero el patrón de elevación muestra
que una antena de dipolo es mejor utilizada para transmitir y recibir desde el
lado amplio de la antena.
ü Es sensible a cualquier movimiento fuera
de la posición perfectamente vertical. Se puede mover alrededor de 45 grados de
la verticalidad antes que el desempeño de la antena se degrade más de la mitad.
Antenas Dipolo Multi-Elemento:
ü
Las
antenas multi-elemento tipo dipolo cuentan con algunas de las características
generales del dipolo simple. Cuentan con un patrón de elevación y azimuth
similar al de la antena dipolo simple.
ü La diferencia más clara entre ambas es
la direccionalidad de la antena en el plano de elevación, y el incremento en
ganancia debido a la utilización de múltiples elementos.
ü Con el uso de múltiples elementos en la
construcción de la antena, esta puede ser configurada para diferentes
ganancias, lo cual permite diseños con características físicas similares.
ü Debido a que la antena de dipolo radía
igualmente bien en todas las direcciones del plano horizontal, es capaz de
operar igualmente bien en configuración horizontal.
Patrón de Elevación multi-dipolo
Antenas Yagi:
Antenas Yagi:
ü
Estas
se componen de un arreglo de elementos independientes de antena, donde solo uno
de ellos transmite las ondas de radio.
ü El número de elementos (específicamente,
el número de elementos directores) determina la ganancia y directividad.
ü Las antenas Yagi no son tan
direccionales como las antenas parabólicas, pero son más directivas que las
antenas panel.
Antena Yagi
Patrón de Elevación Yagi
Antenas Panel Plano (Flat Panel):
Antenas Panel Plano (Flat Panel):
ü
Las
antenas de panel plano como su nombre lo dicen son un panel con forma cuadrada
o rectangular.
ü Están configuradas en un formato tipo
patch.
ü Las antenas tipo Flat Panel son muy
direccionales ya que la mayoría de su potencia radiada es una sola dirección ya
sea en el plano horizontal o vertical.
ü En el patrón de elevación y en el patrón
de azimuth se puede ver la directividad de la antena Flat Panel.
ü Las antenas Flat Panel pueden ser
fabricadas en diferentes valores de ganancia de acuerdo a su construcción.
Patrón de Elevación Flat Panel
Patrón de Azimuth Flat Panel
Antenas Parabólicas:
Antenas Parabólicas:
ü
Las
antenas parabólicas usan características físicas así como antenas de elementos
múltiples para alcanzar muy alta ganancia y direccionalidad.
ü Estas antenas usan un plato reflector
con la forma de una parábola para enfocar las ondas de radio recibidas por la
antena a un punto focal.
ü La parábola también funciona para
capturar la energía radiada por la antena y enfocarla en un haz estrecho al
transmitir.
ü Al concentrar toda la potencia que llega
a la antena y enfocarla en una sola dirección, este tipo de antena es capaz de
proveer muy alta ganancia.
Patrón de Elevación Parabólica
Antena de Ranura:
Antena de Ranura:
ü
Las
antenas de ranura cuentan con características de radiación muy similares a las
de los dipolos, tales como los patrones de elevación y azimuth, pero su
construcción consiste solo de una ranura estrecha en un plano.
ü Así como las antenas Microstip
mencionadas abajo, las antenas de ranura proveen poca ganancia, y no cuentan
con alta direccionalidad, como evidencian sus patrones de radiación y su simplicidad
al de los dipolos.
ü Su más atractiva característica es la facilidad
de construcción e integración en diseños existentes, así como su bajo costo.
Antenas Microstrip:
ü
Estas
antenas pueden ser hechas para emular cualquiera de los diferentes tipos de
antenas antes mencionados.
ü Las antenas microstrip ofrecen varios
detalles que deben de ser considerados.
ü Debido a que son manufacturadas con
pistas en circuito impreso, pueden ser muy pequeñas y livianas.
ü Esto tiene como costo no poder manejar
mucha potencia como es el caso de otras antenas, además están hechas para
rangos de frecuencia muy específicos.
ü En muchos casos, esta limitación de
frecuencia de operación puede ser benéfico para el desempeño del radio. Debido
a sus características las antenas microstrip no son muy adecuadas para equipos
de comunicación de banda amplia.
Fuentes electrónicas
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