7/24/2019 libro Antenas

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CONSIDERACIONES GENERALES SOBRE ANTENAS

Problemas

1.1 Una antena radia un campo de la forma sen ( cos ! " ( cos !# Representar el dia$rama de

radiaci%n en el inter&alo an$ular '## tanto en escala lineal como en deci)elios# *Cu+nto &ale

el anc,o de ,a- a ./ dB 0 la relaci%n de l%)ulo principal a secundario1

1.2 El dia$rama de radiaci%n normali-ado de una antena es de la forma t(! 2 cosnpara '##/2

0 t(! 2 ' para /2###

a! O)tener la directi&idad de la antena#

)! Representar el dia$rama de radiaci%n para n 2 3 0 para n 2 4 en coordenadas polares# A partir del

anc,o de ,a- o)tener un &alor apro5imado de la directi&idad 0 compararlo con el &alor e5acto

o)tenido en el apartado anterior#

1.3 Una emisora de 6recuencia 7odulada (67! emite a 899 7:- 0 radia una potencia de 3 ;a un receptor conectado a una antena de tipo dipolo =ue presenta una

impedancia de ?9 0 una lon$itud efecti&a de 3m# O)tener la intensidad de campo el@ctrico en

la antena receptora la tensi%n inducida en ella 0 la potencia =ue se transferira a un receptoradaptado#

1.4 Calcular la potencia reci)ida 0 la relaci%n seal.ruido en un radioenlace =ue funciona a 334 G:-

con un anc,o de )anda de ' 7:-# La lon$itud del &ano es de 9 ;m las antenas poseen una

directi&idad de 9 dB 0 las p@rdidas asociadas a cada una de las antenas 0 a las $uas de ondas=ue las unen con el transmisor 0 el receptor son de dB en cada e5tremo# La potencia del

transmisor es 3' < 0 el factor de ruido total del receptor es de dB la temperatura de antena es

de 3'' 0 la temperatura am)iente es de /'' #

1.5 Un radar de tr+fico funciona a la frecuencia de 3'99 G:- 0 radia una potencia de 9' m< con

una antena de 4' dB de directi&idad# El transmisor $enera una onda continua =ue al incidir

so)re un coc,e en mo&imiento produce un eco con la frecuencia despla-ada por efecto dopplerF

el eco es )atido con la frecuencia ori$inal detectado 0 amplificado de lo =ue resulta unamedida directa de la &elocidad del &e,culo#

a! *Cu+l es la m+5ima frecuencia doppler del eco de un coc,e =ue se mue&e a 4'' ;m", (supuesto

el radar est+tico!1

)! Si la temperatura total de ruido del sistema es de 3#''' el anc,o de )anda 9 ;:- la relaci%nseal.ruido mnima para una detecci%n fia)le es de 3' dB 0 la secci%n recta de un coc,e

pe=ueo 3 m4 *cu+l es el m+5imo alcance del radar1

1.6 Un e=uipo de $ran utilidad en el control del tr+fico a@reo es un radar secundarioF es un sistemade radiolocali-aci%n =ue mide el tiempo empleado por un tren de pulsos para ir 0 &enir a un

)lanco pero en lu$ar de depender del eco refleado pasi&amente por la estructura del a&i%n se

emplea un transpondedor acti&o a )ordo de la aerona&e =ue responde a la interro$aci%n del

radar codificando el tren de pulsos para incluir su identificaci%n e informaci%n adicional como

la altitud o seales de emer$encia#La frecuencia de interro$aci%n del radar es de 3#'/' 7:- 0 la de respuesta del a&i%n es de 3#'8' 7:-

con un anc,o de )anda de seal de 9 7:-# La potencia de pico del transmisor del radar es de 3 ;piter estas antenas tenan un di+metro de

m 0 una $anancia de ?44 dB a la frecuencia de transmisi%n de las sondas#

a! Sa)iendo =ue la distancia entre la Tierra 0 M>piter es de 3' ;m *cu+l era la relaci%n sealruidode la seal reci)ida desde M>piter si el anc,o de )anda de la transmisi%n de las im+$enes

era de 339 ;:- 0 la temperatura total de ruido 49 1

)! *Con =ue precisi%n an$ular de)a apuntar el Ko0a$er a la Tierra para =ue el empeoramiento de

la relaci%n seal.ruido no superase los / dB1Entre la fec,a de recepci%n de las im+$enes de M>piter (38?8! 0 la de las de Neptuno (388! las

instalaciones de la DSN fueron meoradas para compensar la reducci%n de seal =ue se i)a a

producir como consecuencia del incremento de distancia las antenas pasaron a tener un

di+metro de ?' m 0 una $anancia de ?/ dBF la temperatura total de ruido se reduo a 499

0 se disminu0% la &elocidad de transmisi%n pasando a un anc,o de )anda de 43 ;:-#c! Como la distancia entre la Tierra 0 Neptuno es de /4 3'8 ;m *cu+l ,a)ra sido la relaci%n

seal.ruido si se ,u)ieran mantenido las condiciones de la transmisi%n desde M>piter del ao38?81

d! *Cu+l es la meora en la relaci%n seal.ruido de las im+$enes reci)idas desde Neptuno de)ida

a cada uno de los si$uientes factores meora de la antena receptora disminuci%n de la

temperatura de ruido 0 disminuci%n de la &elocidad de transmisi%n1# *Cu+l fue la relaci%n sealruidoresultante1

De)ido a la codificaci%n empleada en la transmisi%n de las im+$enes s%lo era necesaria una

relaci%n seal.ruido de / dB para o)tener pro)a)ilidades de error en el )it inferiores a 9 3'./ #

ara ase$urar una )uena recepci%n de las im+$enes de Neptuno fue necesario com)inar la sealreci)ida por una antena de ?' m dos de / m 0 las 4? antenas de 49 m de di+metro del

radiotelescopio KLA (Ker0 Lar$e Arra0! de Nue&o 7@5ico =ue proporcionaron 9 dB

adicionales de meora en la relaci%n seal.ruido permitiendo compensar factores adicionales dep@rdidas (por ,idrometeoros o a)sorciones atmosf@ricas!#e! *Con =u@ precisi%n an$ular de)a apuntar la antena de la DSN en el ao 388 a la sonda

Ko0a$er para =ue la &ariaci%n en la seal reci)ida fuera inferior a 3 dB1

Problemas

1.1 ./dB 2 H NLS 2 3/4 dB

1.2 a! D 2 4 (nP3!

)! n 2 3 ./dB 2 34'H D . 48 (D 2 !F n 2 4 ./dB 2 8'H D . 93 (D 2 !

1.3 V 2

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)! S 2 .? dBmF N 2 .34? dBm

c! S"N 2 9/ dB

1.8 D Q /3/ dB

1.9 a! R 2 ./9 dBm

)! S"N 2 9? dB

c! G 39 . /9 dB

1.10 a! S"N 2 89 dB

)! 2 'H

c! S"N 2 . dB

d! S"Nant 2 43 dBF S"NT 2 ' dBF S"NB 2 ?4 dBF S"N 2 // dB

e! 2 ''3H