antenas - facultad de ingenieríacatedra.ing.unlp.edu.ar/electrotecnia/camposyo/antenas1.pdf ·...
TRANSCRIPT
ANTENAS
Campos y Ondas
Facultad de Ingeniería
Universidad Nacional de La Plata
Nicolás Casco
Introducción
Antena: Es la parte de un sistema de transmisión o recepción diseñada para
radiar o recibir ondas electromagnéticas. [IEEE std145-1993]
Aplicaciones:
• Comunicaciones.
• Sistemas Inalámbricos.
• Navegación.
• Radar.
• Radiometría.
• Radioastronomía.
Introducción
Introducción
Data Rate: 134 kbps Data Rate: 16 bps
Prx = 10 x 10-21 W
Parámetros Fundamentales
• Patrón de Radiación.
• Ganancia / Directividad.
• Polarización.
• Impedancia de Entrada.
• Ancho de Banda.
• Eficiencia.
• Temperatura de Antena.
Patrón de Radiación
• Representa las propiedades de radiación de la antena en función de las
distintas direcciones del espacio.
• Generalmente se emplean
coordenadas esféricas.
• Gráficos Polares o Cartesianos.
• Unidades relativas al máximo o a
otras antenas. (dB, dBi, dBd)
ref
xx
P
PdBP Log10][
Patrón de Radiación
• Ancho de Haz de Mitad de Potencia / de 3 dB.
• Ancho de Haz entre Primeros Nulos.
• Nivel de Lóbulos Laterales.
• Relación “Front to Back”.
Ganancia / Directividad
• Ganancia: Relación entre la intensidad de radiación en una dirección dada
a la intensidad de radiación radiada por una antena isotrópica, a igual
potencia aceptada.
[W]),,(),(2
2
rr
U E
4
),U(
ddsin),U(4
1
),U(),D(
2
0 0
radP
• Intensidad de Radiación: Potencia radiada por unidad de ángulo sólido. En
campo lejano es independiente de la distancia. (Vector de Poynting por r2)
• Directividad: Relación de la intensidad de radiación en una dirección dada a
la intensidad de radiación promedio.
),(
4
),U(),G( De
P radin
Antenas ideales (sin
pérdidas) Ganancia y
Directividad son idénticas
Polarización
• Polarización (de la Antena): Es una indicación de la orientación del vector
de campo (eléctrico) de una antena transmisora en un punto fijo del espacio al
transcurrir el tiempo.
Polarización
• Depende de la dirección del espacio y la frecuencia de trabajo.
• Se puede descomponer en dos componentes de polarización ortogonal
(RHCP + LPCH o H + V)
Impedancia de Entrada
• La antena es vista como un puerto (dos terminales).
• Muy rara vez se utilizan unidades de impedancia
• Se utiliza el VSWR/ROE o las pérdidas de retorno RL (S11).
• Z0 = 50 o 75
• VSWR < 2 (ó < 1.5) típico.
• RL < -10 dB
11
0
0 SZZ
ZZ
L
L
1
1VSWR
Ancho de Banda
• Ancho de Banda: Banda de frecuencia en la que algunas características se
mantienen dentro de cierto margen especificado.
• Generalmente es ancho de banda de
Impedancia.
• También pueden haber
requerimientos sobre el patrón de
radiación (lóbulos laterales, ancho de
haz) y polarización.
• Muchas veces se expresa en
porcentual respecto a la frecuencia
central de operación.
Ecuación de Transmisión
Relaciona la potencia recibida Prx con la potencia transmitida Ptx y los
parámetros del enlace.
2
4 RGGPP rxtxtxrx
Ecuación de Transmisión
Relaciona la potencia recibida Prx con la potencia transmitida Ptx y los
parámetros del enlace.
22
22ˆˆ
4),(),()1)(1( rxtxrxrxrxtxtxtxrxtxtxrx
RGGPP
Espectro Electromagnético
Espectro Electromagnético
Espectro Electromagnético
Dipolo
Dipolo Plegado
• Diagrama omnidireccional
• Mayor ancho de banda de
Impedancia
Antena Yagui
Antena Yagui
Antena Yagui
Antena Logoperiódica
Hélice
Hélices
Bocinas
• Se las emplea cómo antena de Referencia
Bocina sectorial de plano E Bocina sectorial de plano H
Bocina Piramidal Bocina Cónica
Bocina sectorial de plano E Bocina sectorial de plano H
Bocina Piramidal Bocina Cónica