antenas y sus parametros de transmisión y recepción

1. El hecho que revoluciono y cambio
totalmente
el
rumbo
de
las
telecomunicaciones,además de marcar un antes y
un después en la misma, fue el descubrimiento
del matemático James Clerk Maxwell en el año
1854, donde demostró que se pueden realizar
transmisiones no necesariamente por cable si no
a través de ondas electromagnéticas. Este
descubrimiento lo pudo realizar gracias a la
creación de la teoría de las antenas y la
elaboración de las ellas con su respectivo
protocolo matemático (Protocolo de las antenas).
Maxwell además de ser el primer y gran impulsor de la teoría de las antenas,
también descubrió la velocidad de la luz (
y fue el creador de las teorías
estacionales, gravitacionales y electromagnéticas; Donde sus estudios estuvieron
apoyados y por Newton y Faraday, este último corroboro sus estudios sobre la
transmisión a través de ondas electromagnéticas en el año 1887.
Sin embargo para que este tipo transmisión se puedan llevar a cabo de forma
efectiva y óptima se tiene que seguir un procedimiento continuo de aplicación y selección
un poco complicado, donde van a estar presentes ciertos parámetros tanto de las antenas
como los de transmisión (Tx) y recepción (Rx):
Parámetros de la antena: según el Instituto de Ingenieros Eléctricos y
Electrónicos las antenas son aquella parte de un sistema de trasmisión y
recepción, creada para radiar o recibir ondas electromagnéticas. Las antenas son
dispositivos resonantes que operan eficientemente solo a una banda de
frecuencia relativamente baja.
Para la elección de las antenas tenemos que saber su:
Ganancia: Es la máxima efectividad que hay de un punto a otro. Secalcula en base a la
potencia o al voltaje en dB, dBm o dBmV.
Ancho de banda: es el margen de frecuencia en el cual los parámetros de la antena
cumplen sus funciones y características de forma eficiente.

2. Directividad: es la relación de la densidad de potencia radiada en una dirección y la
intensidad de radiación de una antena isotrópica que radia con la misma potencia
total.
Eficiencia: es la relación entre la potencia radia y la potencia entregada a la antena o
también se puede definir como la relación entre la ganancia y la directivita.
La elección acertada de la antena teniendo en cuenta estos parámetros nos ayudan a
optimizar la trasmisión y a minimizar el margen de pérdidas.
Parámetros de Transmisión, dentro de estos parámetros van a estar
incluidos:
Diagrama o Patrón de Radiación: Es la representación gráfica de las características de
radiación de una antena en función de las coordenadas espaciales:
La distancia desde la antena a cada punto del patrón de radiación es proporcional a la
potencia radiada a la antena en esa dirección. Teniendo en cuenta que el tamaño real de
un patrón de radiación es arbitrario, lo que importa es la distancia relativa de la antena en
cada dirección.
Dentro de los de los diagramas de radiación vamos a encontrar los siguientes tipos:
1) Patrón de Radiación Isotrópico: corresponde al patrón de radiación más simple,
debería de ideal, pero no se cumple lo que quiere decir que no es realizable solo se
toma como referencia para explicar las propiedades directivas de las antenas. Es un
punto en el espacio que radia toda la potencia de manera uniforme en todas las
direcciones.

3. 2) Patrón de Radiación Omnidireccional: Radian o captan la señal de forma constante,
es decir por igual en todas direcciones sobre los 360º en el plano.
Son muy utilizadas en estaciones bases, cuando es necesario cubrir todas las
direcciones.
3) Patrón de Radiación Direccional:es más efectivo que los mencionados
anteriormente ya que abarca grandes distancias, además tiene la propiedad de
radiar de forma efectiva en algunas direcciones que en otras.
Uno de los parámetros que se usa comúnmente para medir la capacidad de una antena
de dirigir la potencia radiada en una dirección determinada es la ganancia directiva, para
definirla se recurre a la intensidad de radiación siendo esta la media temporal por unidad
de ángulo sólido, a largas distancias tiene es independiente de la distancia a la que se
encuentre la antena y la Polarización la cual es una inducción de la orientación de las
ondas electromagnéticas al salir de la antena. La polarización se puede dar de dos tipos:
Lineal, incluye vertical y horizontal.
Circular.

4. Para poder tener un rendimiento óptimo de las antenas es importante tener en cuenta la
polaridad de la misma, tanto la antena trasmisora como la receptora tienen que tener la
misma polarización para alcanzar ese máximo rendimiento.
El patrón de radiación nos permite determinar el ancho de haz, el cual representa la
distribución de la potencia a cada lado y permite calcular de forma precisa la potencia. El
ancho de haz ideal es de -3dB.
Dónde:
Lóbulo principal: aquél que
contiene la dirección de
máxima radiación
Lóbulos secundarios: todos
aquellos distintos al principal.
El lóbulo secundario de va a originar cuando en el lóbulo principal la potencia llegue a
cero (punto nulo); y la potencia máxima la vamos a encontrar dando un giro de 180º
desde este punto nulo.
Parámetros de Recepción: En los parámetros de recepción encontramos lo
que es la adaptación donde desde los terminales de la antena, el receptor se ve
como una impedancia de carga Zl=Rl+jXl, mientras que el receptor ve a la Antena
como un generador ideal de tensión Vca e impedancia Za=Ra+jXa. La transferencia
de potencia será máxima cuando haya cuando la Impedancia de carga Zl sea igual
a Za (Zl=Za).

5. A su vez también tenemos lo que es el Área Efectiva definida como la relación entre la
potencia que entrega la antena a su carga y la densidad de potencia de la onda incidente.
De todos los conceptos aca explicados encontramos la necesidad de verlos en alguna
aplicación para la cual hemos escogido los Radioenlaces.
José María Rábano define los parámetros básicos que componen un radioenlace
En ella encontramos los parámetros de Potencia de Transmisión y recepción, considera
además los Factores de ruido y las distintas perdidas que podemos encontrar en un
sistema de radioenlace.

6. En el siguiente esquema se puede observar un sistema de Tx/Rx donde de manera
general podemos observar donde se aplican algunos aspectos concebidos para los
sistemas de radioenlaces.