Polarización de Antenas y Propagación de Ondas: Conceptos Clave

Polarización de Ondas Electromagnéticas

Se considera que las dos componentes están en fase cuando la amplitud de ambas es máxima en el mismo instante de tiempo. En este caso, la polarización es lineal, dado que la suma de los dos vectores es otro vector cuyo extremo sigue una línea recta.

Se considera que las dos componentes están en cuadratura cuando el máximo o el mínimo de una componente coincide con que la otra es cero. Si las amplitudes son iguales, la suma de las dos es un vector cuyo extremo traza un círculo. La polarización es circular.

En general, las amplitudes y las fases son diferentes y el vector suma traza una elipse, y la polarización es elíptica.

Parámetros Clave de Antenas

Diagrama de Radiación

Es la representación gráfica de las características de radiación de una antena.

Ancho de Banda

Es el margen de frecuencias en el cual los parámetros de la antena cumplen unas determinadas características.

Directividad

Es la relación entre la densidad de potencia radiada en la dirección de máxima radiación y la potencia total radiada dividida por el área de la esfera de radio.

Ganancia

La ganancia de una antena se define como la relación entre la densidad de potencia radiada en una dirección y la densidad de potencia que radiaría una antena isotrópica.

Impedancia de Entrada

La impedancia de una antena se define como la relación entre la tensión y la corriente en sus terminales de entrada.

Anchura de Haz

Es un parámetro de radiación, ligado al diagrama de radiación. Se puede definir el ancho de haz a -3dB, que es el intervalo angular en el que la densidad de potencia radiada es superior a la mitad de la máxima.

Polarización

Se define como la figura geométrica que traza el extremo del vector campo eléctrico a una cierta distancia de la antena.

Tipos de Propagación de Ondas

Onda ionosférica: La onda ionosférica es la que permite las comunicaciones a larga distancia de todos los tipos, mediante la refracción de las ondas de radio en la ionosfera.

Onda troposférica: Es uno de los modos de propagación más comúnmente utilizados en VHF.

Onda terrestre: Cuando las antenas transmisoras y receptoras se encuentran sobre la superficie de la tierra, y están polarizadas verticalmente, existe una onda terrestre que se mantiene rasante a su superficie; a veces se le llama onda de superficie.

Onda espacial: Cuando las antenas son elevadas, también se propaga energía en el espacio situado por encima de la tierra, en una forma que no depende de la superficie de la tierra. La onda espacial representa el medio principal por el cual la energía llega a una antena receptora.

Tipos de Antenas

Las antenas de hilo: Son antenas cuyos elementos radiantes son conductores de hilo que tienen una sección despreciable respecto a la longitud de onda de trabajo. Las dimensiones suelen ser como máximo de una longitud de onda. Se utilizan extensamente en las bandas de MF, HF, VHF y UHF.

De apertura: Las antenas de apertura son aquellas que utilizan superficies o aperturas para direccionar el haz electromagnético de forma que concentran la emisión y recepción de su sistema radiante en una dirección, formando ángulos sólidos. La más conocida y utilizada en la actualidad es la antena parabólica.

Funcionamiento Básico

El campo eléctrico de una onda electromagnética induce una tensión en cada pequeño segmento del conductor de una antena. La corriente que circula en la antena tiene que atravesar la impedancia de la antena.