Antena

[gL.edu] Este artículo recoge contribuciones de Mario José Ruiz Asenjo, elaboradas en el contexto de la Clarificación conceptual en torno a las Antenas, bajo la supervisión de J.M. Díaz Nafría y Fernando Rodríguez Varela.

Observaciones del docente: Este artículo requiere las mejoras indicadas a continuación: Aunque se han introducido algunas mejoras, deben mejorarse aún los aspectos referidos en la pestaña de discusión.

Definiciones

Según el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) una antena es una parte de los sistemas de transmisión o de recepción radioeléctricos diseñado para radiar o recibir ondas electromagnéticas (antena emisora y receptora respectivamente), siendo estas de muy diversas formas. Las antenas se encuentran en la región de transición de un sistema de transmisión o recepción, en concreto entre la zona donde se propaga la onda electromagnética por medios guiados (circuito) y el espacio libre o cualquier medio que carezca de estructuras orientadas al guiado de la radiación electromagnética.

La representación de las antenas, es decir sus diagramas, se hacen a través de voltajes y corrientes o también por ondas en el espacio libre mediante campos electromagnéticos o magnéticos.

Las propiedades deseables de una buena antena son:

• Buen Rendimiento
• Buena direccionalidad u omnidireccionalidad (dependiendo de la aplicación)

En el diseño de una antena, debemos tener en cuenta varios parámetros, entre otros: la direccionalidad, niveles de potencia, frecuencia de trabajo, longitud de onda o ancho de banda, anchura del haz, impedancia. En particular la directividad y la impedancia son parámetros característicos que varías fuertemente con la frecuencia.

Como hemos mencionado previamente, la antena puede estar en el sistema de transmisión o de recepción, con lo que vamos a ver la diferencia entre una antena emisora o receptora:

• Antena emisora: Transforma voltajes y corrientes presentes en el medio físico (en este caso un cable) en ondas electromagnéticas que se emiten al espacio libre.
• Antena receptora: Realiza la función inversa a la antena emisora. Transforma ondas electromagnéticas presentes en el espacio libre a voltajes y corrientes que vuelca en el medio físico.

Figura 1: Rangos de frecuencia en los que operan diferentes tipos de antena (Fuente: Sierra et al, 2004).

En la figura 1 se representan los rangos de frecuencia típicos de operación de antenas de diferente tipología:

• Alámbricas: Están construidas con hilos conductores que soportan las corrientes que dan origen a los campos radiados. Entre este tipo de antenas se encuentran los dipolos, espiras y hélices.
• De apertura y reflectores: En ellas la generación de la onda se consigue a partir de una distribución de campos soportada por la antena, generalmente excitada a través de guías onda. Entre estas se encuentran las bocinas o la antena parabólica.
• Agrupación de antenas: En ciertas aplicaciones necesitamos características de radiación que no se logra con un solo elemento , pero si combinamos varios elementos , tenemos una gran flexibilidad que permite obtenerlas , pudiéndose hacer una combinación en principio con cualquier tipo de antena.,