1

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.

2

Tx. Antena Transmisora

Ondas E.M.

Señal

Señal

Rx. Antena

ReceptoraOndas E.M.

Concepto de las antenas

3

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.

9

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

11

Sistemas de medidas de las antenas

12

Campo exterior (Outdoor)

13

Campo interior (Indoor)

14

Campo compacto interior (Indoor)

15

Campo interior de medidas del campo cercano

16

17

18

19

Anchura de haz

El diagrama representa el lóbulo principal y dos lóbulos secundarios

20

Anchura de haz

El diagrama representa el lóbulo principal y cuatro lóbulos secundarios

21

Diagrama de radiación de una antena isótropa

22

Diagrama de radiación de una antena de GSM

23

Control de Lóbulos Secundarios

24

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

25

Dipolo /2

73rR

Dipolo

26

Dipolos colineales

La impedancia efectiva de los dos dipolos es Ze = Z ant-Zm

27

Dipolos enfrentados

28

Array de 4 dipolos Antena bi-cónica

29

Monopolo /4

6.36rR

Antenas Discone

30

Rr 50 Ω

Monoplo simple

31

Antena discone

(m) = 300/FL (MHz)

D = 0,175

L = 0,250

30º

D

L

32

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

33

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

34

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

35

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/

36

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 )(

37

Taper en Antenas