Teoría y Arreglos de Antenas
Las antenas convierten las señales guiadas en ondas radiadas y viceversa, caracterizándose por su patrón, ganancia e impedancia, y se combinan en arreglos para lograr directividad.
Definition
La teoría de antenas estudia los dispositivos que irradian o reciben ondas electromagnéticas de manera eficiente, cuantificando su rendimiento a través del patrón de radiación, la directividad, la ganancia, la impedancia y la polarización, y los arreglos combinan múltiples elementos para controlar la forma y dirección del haz radiado.
Scope
Este tema abarca la ingeniería de estructuras radiantes: antenas lineales y de apertura, patrón de radiación, directividad y ganancia, resistencia a la radiación, impedancia de entrada y ancho de banda, polarización, la reciprocidad de transmisión y recepción, y arreglos de antenas con su factor de arreglo, dirección del haz y formación de haces. Aplica la teoría de la radiación a sistemas prácticos de comunicación y detección.
Core questions
- ¿Cómo se determina el patrón de radiación y la ganancia de una antena?
- ¿Por qué las propiedades de transmisión y recepción están relacionadas por reciprocidad?
- ¿Cómo los arreglos de elementos dirigen y dan forma al haz?
Key concepts
- patrón de radiación
- directividad
- ganancia
- resistencia a la radiación
- impedancia de entrada
- reciprocidad
- factor de arreglo
- formación de haces
Key theories
- Parámetros de antena y reciprocidad
- Una antena se describe por su patrón de radiación, directividad, ganancia, resistencia a la radiación e impedancia, y por reciprocidad sus patrones de transmisión y recepción son idénticos.
- Factor de arreglo y formación de haces
- El patrón combinado de un arreglo de antenas es el patrón del elemento multiplicado por un factor de arreglo establecido por el espaciado y la fase de los elementos, lo que permite estrechar y dirigir electrónicamente el haz.
Clinical relevance
El diseño de antenas permite las comunicaciones móviles y por satélite, el radar y la teledetección, los arreglos de radioastronomía, la energía inalámbrica y la RFID, y los diseños de arreglos en fase y bobinas utilizados en la medicina por radar y la resonancia magnética.
History
El dipolo y la espira de Hertz fueron las primeras antenas, y Marconi las amplió para la comunicación inalámbrica de larga distancia. El trabajo del siglo XX produjo arreglos directivos como el diseño Yagi-Uda, y la antena de Jansky detectó ondas de radio cósmicas, fundando la radioastronomía; los arreglos en fase permitieron posteriormente la dirección electrónica del haz.
Key figures
- Guglielmo Marconi
- Heinrich Hertz
- Karl Jansky
Related topics
Seminal works
- balanis2016
- kraus2002
Frequently asked questions
- ¿Qué es la ganancia de una antena?
- La ganancia mide la intensidad con la que una antena concentra la potencia radiada en su dirección preferida en comparación con un radiador isotrópico, combinando la directividad con la eficiencia.
- ¿Cómo puede un arreglo dirigir su haz sin moverse?
- Al ajustar la fase relativa de la señal suministrada a cada elemento, un arreglo desplaza la dirección en la que las contribuciones de los elementos se suman constructivamente, dirigiendo electrónicamente el haz.