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.
1
Concepto de las antenas
Ondas E.M.
Antena
Transmisora
Tx.
Señal
Antena
Receptora
Rx.
Señal
Ondas E.M.
2
Antenas
Características del elemento radiante
3
4
5
6
7
Propiedades generales de los campos electromagnétos
en el espacio libre
1- Impedancia característica del medio Zo
Z o  120   377 
2- Velocidad de la onda electromagnética vp
vp 
 o  4  . 10
1
o o
7
Vp  3.108
o 
1
4  . 9 . 10
9
m/seg.
8
Ganancia de una antena
Ref
p1
p2
Antena bajo estudio
Antena receptora
G ant  G ref
 p2 

 10 log 10 

p
 1 
9
Diagramas de radiación de una antena
Diagrama horizontal, θ = π/2
 p ( / 2 ,  ) 

10 log 10 

p
max


Z
θ
Y
φ
X
Diagrama vertical, φ = π/2
 p ( , 0 ) 

10 log 10 

p
max


10
Sistemas de medidas de las antenas
11
Campo exterior (Outdoor)
12
Campo interior (Indoor)
13
Campo compacto interior (Indoor)
14
Campo interior de medidas del campo cercano
15
16
17
18
Anchura de haz
El diagrama representa el lóbulo principal y dos lóbulos secundarios
19
Anchura de haz
El diagrama representa el lóbulo principal y cuatro lóbulos secundarios
20
Diagrama de radiación de una antena isótropa
21
Diagrama de radiación de una antena de GSM
22
Control de Lóbulos Secundarios
23
Distancias de medidas
Para un error de 1 dB
SLL (dB)
d
-20
2,0 D2/
-30
3,5 D2/
-40
6,0 D2/
-50
8,5 D2/
-60
12 D2/
24
Dipolo
R r  73 
Dipolo /2
25
Dipolos colineales
La impedancia efectiva de los dos dipolos es
Ze = Z ant-Zm
26
Dipolos enfrentados
27
Array de 4 dipolos
Antena bi-cónica
28
R r  36 . 6 
Monopolo /4
Antenas Discone
29
Rr  50 Ω
Monoplo simple
30
Antena discone
D

L
 (m) = 300/FL (MHz)
D = 0,175 
L = 0,250 
  30º
31
propagación en el espacio libre
Transmisor
Receptor
Exponente de propagación = 2
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.
32
Campo eléctrico en condiciones de espacio libre-1
Antena isótropa
e ( mV / m )  173 , 2
p ( KW )
d ( km )
e ( mV / m )  173 , 2
p ( KW ) g ant
d ( km )
Otras antenas
e ( mV / m )  173 , 2
pire ( KW )
d ( km )
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)
33
Campo eléctrico en condiciones de espacio libre-2
p ( KW ). 3 / 2
e ( mV / m )  173 , 2
d ( km )
Dipolo elemental
e ( mV / m )  212 ,13
p ( KW )
d ( km )
e ( mV / m )  173 , 2
p ( KW )
1, 64
d ( km )
Dipolo en /2
e ( mV / m )  222
p ( KW )
d ( km )
34
Campo eléctrico en condiciones de espacio libre-3
Monopolo en /4
e ( mV / m )  314
p ( KW )
d ( km )
e ( mV / m )  300
Monopolo corto
p ( KW )
d ( km )
Otras antenas con potencia pra
e  mv / m   173 , 2
pire  KW
d  km 

 173 , 2
1, 64 pra  KW
d  km 
pra = potencia radiada aparente (W) o (mW)

 222
pra  KW

d  km 
pra  p g d  p 1, 64
PRA = Potencia Radiada Aparente (dBW) o (dBmW = dBm)
pire  1, 64
pra
35
Potencia recibida
p r   s eq 
pt g t
4  d (m )
2
s eq
 es la densidad del flujo de potencia recibida
seq es la superficie equivalente de la antena receptora
pr 
e
2
120 
s eq
pr 
e
120 
SNR ( dB )  Prx  dBm   N  dBm
SNR ( dB )  Prx dBW

2
2
4
gr

  N dBW 
36
Taper en Antenas
37
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