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Antenas-1
Objetivos:
-Estudio de las características de las antenas (rendimiento, ganancia, anchura de haz).
-Calculo de la intensidad del campo eléctrico en un punto remoto de la antena transmisora.
- Calculo de la potencia recibida por una antena receptora lejos de la antena transmisora.
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Tx. Antena Transmisora
Ondas E.M.
Señal
Señal
Rx. Antena
ReceptoraOndas E.M.
Concepto de las antenas
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Antenas
Características del elemento radiante
4
5
6
7
8
Propiedades generales de los campos electromagnétos en el espacio libre
1- Impedancia característica del medio Zo
377120oZ
2- Velocidad de la onda electromagnética vp
oo
pv 1
710.4 o 910.9.4
1
o
Vp 3.108 m/seg.
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Ganancia de una antena
p2
p1
Ref
Antena bajo estudio Antena receptora
1
210log10p
pGG refant
10
Diagramas de radiación de una antena
θ
X
Y
Z
φ
Diagrama horizontal, θ = π/2
max10
),2/(log10
p
p
Diagrama vertical, φ = π/2
max10
)0,(log10
p
p
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Sistemas de medidas de las antenas
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Campo exterior (Outdoor)
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Campo interior (Indoor)
14
Campo compacto interior (Indoor)
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Campo interior de medidas del campo cercano
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18
19
Anchura de haz
El diagrama representa el lóbulo principal y dos lóbulos secundarios
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Anchura de haz
El diagrama representa el lóbulo principal y cuatro lóbulos secundarios
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Diagrama de radiación de una antena isótropa
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Diagrama de radiación de una antena de GSM
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Control de Lóbulos Secundarios
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Distancias de medidas
SLL (dB) d
-20 2,0 D2/
-30 3,5 D2/
-40 6,0 D2/
-50 8,5 D2/
-60 12 D2/
Para un error de 1 dB
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Dipolo /2
73rR
Dipolo
26
Dipolos colineales
La impedancia efectiva de los dos dipolos es Ze = Z ant-Zm
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Dipolos enfrentados
28
Array de 4 dipolos Antena bi-cónica
29
Monopolo /4
6.36rR
Antenas Discone
30
Rr 50 Ω
Monoplo simple
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Antena discone
(m) = 300/FL (MHz)
D = 0,175
L = 0,250
30º
D
L
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Requisitos para la propagación en el espacio libre para enlaces terrestres
1- Corta distancia entre el transmisor y el receptor (menor que 30 km).2- Antenas con una altura mayor que 100m para enlaces terrestres.
propagación en el espacio libre
Transmisor Receptor
Exponente de propagación = 2
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Campo eléctrico en condiciones de espacio libre-1
)(
)(2,173)/(
kmd
KWpmmVe Antena isótropa
e = Campo eléctrico
p = potencia transmitida
d = distancia entre el transmisor y el receptor
gant = ganancia de la antena transmisora
pire = potencia isótropa radiada equivalente (W) o (mW)
PIRE = Potencia Isótropa Radiada Equivalente (dBW) o (dBm)
Otras antenas)(
)(2,173)/(
kmd
gKWpmmVe ant
)(
)(2,173)/(
kmd
KWpiremmVe
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Campo eléctrico en condiciones de espacio libre-2
Dipolo elemental)(
2/3).(2,173)/(
kmd
KWpmmVe
)(
)(13,212)/(
kmd
KWpmmVe
Dipolo en /2)(
64,1)(2,173)/(
kmd
KWpmmVe
)(
)(222)/(
kmd
KWpmmVe
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Monopolo en /4)(
)(314)/(
kmd
KWpmmVe
Monopolo corto)(
)(300)/(
kmd
KWpmmVe
Otras antenas con potencia pra
PRA = Potencia Radiada Aparente (dBW) o (dBmW = dBm)
Campo eléctrico en condiciones de espacio libre-3
64,1pgppra d pra = potencia radiada aparente (W) o (mW)
prapire 64,1
kmd
KWpra
kmd
KWpra
kmd
KWpiremmve 222
64,12,1732,173/
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Potencia recibida
es la densidad del flujo de potencia recibida
seq es la superficie equivalente de la antena receptora
eqr se
p120
2
rr ge
p
4120
22
eqtt
eqr smd
gpsp
)(4 2
dBmNdBmPdBSNR rx )(
dBWNdBWPdBSNR rx )(
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Taper en Antenas