1. Introducción a las Antenas

Una antena convierte la energía eléctrica en ondas electromagnéticas cuando transmite, y realiza el proceso inverso cuando recibe señales.

Las características de una antena dependen de varios factores, como la frecuencia de operación, el patrón de radiación, la ganancia y la directividad.

2. Parámetros de las Antenas

2.1. Parámetros en Transmisión

• Diagrama de radiación: Representación gráfica que muestra cómo se distribuye la energía radiada en el espacio.

• Densidad de potencia radiada: Se mide en W/m² e indica la cantidad de energía por unidad de superficie.

• Directividad: Capacidad de una antena para concentrar la radiación en una dirección específica.

• Ganancia: Relación entre la potencia radiada en una dirección específica y la potencia que radiaría una antena isotrópica con la misma potencia de entrada. La ganancia se expresa en dBi (comparada con una antena isotrópica) o en dBd (comparada con un dipolo). Incluye las pérdidas de la antena.

• PIRE (Potencia Isotrópica Radiada Equivalente): Relación entre la potencia de transmisión y la ganancia de la antena.

• Polarización: Orientación del campo eléctrico de la onda radiada. Puede ser lineal (horizontal o vertical), circular o elíptica.

• Impedancia: Relación entre voltaje y corriente en los terminales de la antena. Afecta la eficiencia de transmisión.

2.2. Parámetros en Recepción

• Coeficiente de adaptación: Evalúa la eficiencia en la transferencia de energía entre la antena y el receptor.

• Eficiencia: Relación entre la potencia útil y la potencia total disponible.

• Relación delante/atrás (F/B): Capacidad de la antena para rechazar señales provenientes de la dirección opuesta.

• Ancho de haz a -3 dB: Ángulo en el cual la ganancia cae a la mitad del valor máximo.

• Ancho de banda: Rango de frecuencias en el que la antena opera eficientemente.

• Nulo de radiación: Direcciones en las que la antena no emite ni recibe señal.

3. Componentes de las Antenas

3.1. Antenas Terrestres

• Elementos de excitación: Son los componentes activos conectados directamente a la línea de transmisión.

• Elementos parásitos: No están conectados a la alimentación, pero modifican el patrón de radiación. Se dividen en:

  • Reflectores: Incrementan la intensidad en la dirección opuesta y la reducen en su dirección.

  • Directores: Incrementan la intensidad en la dirección del elemento director y la reducen en la opuesta.

3.2. Antenas Satelitales

• Reflector parabólico: Tipos: foco primario, offset, Cassegrain y Gregorian.

• Iluminador: Recoge la señal reflejada por la parábola y la dirige al LNB.

• LNB (Low Noise Block): Reduce la frecuencia de las señales para su procesamiento.

4. Tipos de Antenas

4.1. Antenas de Hilo

• Dipolos: Antenas omnidireccionales. Tipos: simples, cortos, doblados y bicónicos.

• Monopolos verticales: Utilizados en radio móvil y comunicaciones aeronáuticas.

• Antena discono: Multibanda, utilizada en VHF/UHF.

• Antena Yagi-Uda: Direccional, usada en TV y telecomunicaciones.

4.2. Antenas de Apertura

• Bocinas: Usadas en microondas y radar.

• Parabólicas: Aplicadas en comunicaciones satelitales.

• Radar Doppler: Detección de movimiento mediante el análisis de la frecuencia reflejada.

4.3. Antenas Planas

• Antenas de bucle magnético: Alta directividad, inmunes al ruido.

• Radar SAR (Apertura Sintética): Utilizado en teledetección y cartografía.

4.4. Antenas de Array

• Arrays lineales: Elementos dispuestos en una línea recta.

• Arrays planos: Configuración bidimensional.

• Arrays conformados: Montados sobre superficies curvas.

5. Instalación de Antenas

5.1. Accesorios de Montaje

• Pasamuros: Protegen el cableado al atravesar muros o techos.

• Garras y soportes: Aseguran la antena en diferentes estructuras.

• Riostras o vientos: Cables de acero que estabilizan mástiles en antenas de gran altura.

• Soportes para antenas parabólicas: Diseñados para evitar desplazamientos por viento.

5.2. Seguridad en la Instalación

• Toma de tierra: Protege contra descargas eléctricas.

• Sellado de conexiones: Uso de silicona y aislantes para evitar filtraciones de agua.

• Resistencia al viento: Instalaciones reforzadas con anclajes adecuados.

6. Aplicaciones de las Antenas

6.1. Comunicaciones Terrestres y Satelitales

• Radiodifusión: Redes de radio y televisión.

• Telefonía móvil: Uso de antenas omnidireccionales y sectoriales.

• Sistemas satelitales: Transmisión de datos desde satélites geoestacionarios.

6.2. Aplicaciones Militares y de Vigilancia

• Radar Doppler: Medición de velocidad de vehículos y aeronaves.

• Radar SAR: Generación de imágenes para vigilancia y reconocimiento.

6.3. Aplicaciones Científicas y Meteorológicas

• Radioastronomía: Antenas de gran tamaño para detectar señales del espacio.

• Radar meteorológico: Análisis de precipitaciones y eventos climáticos.