Para recibir o emitir
señales radioeléctricas a través de un medio aéreo son necesarios unos
dispositivos especiales, denominados antenas, de los que hay muchos tipos y
variedades, que dependiendo de sus características constructivas tendrán mayor
o menor potencia (ganancia) y precisión (directividad), así como soportarán
unas bandas u otras de frecuencia. Una antena es un dispositivo diseñado con el
objetivo de emitir y/o recibir ondas electromagnéticas hacia/desde el espacio
libre.

TIPOS DE ANTENAS
·
ANTENA ISOTRÓPICA
La
antena isotrópica es una antena hipotética sin pérdida (se refiere a que el
área física es cero y por lo tanto no hay pérdidas por disipación de calor) que
tiene intensidad de radiación igual en todas direcciones. (IEEE Standard
Dictionary of Electrical and Electronic Terms, 1979). Sirve de base de
referencia para evaluar la directividad. La antena isotrópica no es una antena,
sino un concepto de referencia para evaluar a las antenas en su función de
concentración de energía y a las pérdidas por propagación en el espacio libre
en los enlaces de radiofrecuencia. Su patrón de radiación es una esfera. Cada
aplicación y cada banda de frecuencia presentan características peculiares que
dan origen a unos tipos de antenas especiales muy diversas. Los tipos más
comunes de antenas son los que se explican en los siguientes apartados.
·
ANTENAS DE HILO
Las antenas de hilo están formadas por hilos conductores, eléctricamente delgados, cuyo diámetros << λ. Se modelan como un conductor de sección infinitesimal. Pueden estar formadas por hilos rectos (dipolos, rombos), espirales (circular, cuadrada o cualquier forma arbitraria) y hélices.
El
tipo más común son las antenas de dipolo. Esta clase de antena es la más
sencilla de todas. El dipolo de media onda o antena de Hertz –el tipo más
común– consiste en un hilo conductor de media longitud de onda a la frecuencia
de trabajo, cortado por la mitad, en cuyo centro se coloca un generador o una línea
de transmisión. Suelen estar fabricados de aluminio o cobre.
En
el centro del dipolo hay una tensión reducida y una intensidad elevada,
mientras que en las puntas se produce una tensión muy elevada y una intensidad
nula, y por tal motivo los dipolos pueden plegarse para darles mayor ganancia a
la vez que mayor rigidez mecánica. La impedancia nominal de un dipolo es de 75
ohmios (300 ohmios para el dipolo doble). Sin embargo, en un dipolo real
situado a una cierta distancia del suelo la impedancia varía considerablemente,
pero este efecto no tiene mayor importancia si se puede aceptar una ROE (Razón
de Onda Estacionaria) máxima en la línea de transmisión de 2:1.
Para
otros dipolos, con longitud L diferente a λ/2, los diagramas de radiación son
los que se muestran en la figura 8, todos ellos omnidireccionales.
ANTENAS YAGI-UDA

La antena Yagi es pues una antena capaz de concentrar la mayor parte de la energía radiada de manera localizada, aumentando así la potencia emitida hacia el receptor o recibida desde la fuente y evitando interferencias introducidas por fuentes no deseadas. Una antena helicoidal es un tipo de antena que presenta un comportamiento de banda ancha. Una hélice es el resultado de bobinar un hilo conductor sobre un cilindro de diámetro constante. Los parámetros geométricos de diseño de una hélice son su diámetro, la separación entre dos vueltas o paso de la hélice, el número de vueltas, el diámetro del hilo y el sentido del bobinado (a derechas o izquierdas).
ANTENAS DE APERTURA

ANTENAS PLANAS

ANTENAS CON REFLECTOR (PARABÓLICAS)
En este tipo de antenas la señal emitida/recibida no sale/entra directamente en/del elemento captador, sino que se emite/recoge por/en el mismo una vez reflejada en un elemento pasivo que concentra la señal. En el caso de una antena receptora, su funcionamiento se basa en la reflexión de las ondas electromagnéticas, por la cual las ondas que inciden paralelamente al eje principal se reflejan y van a parar a un punto denominado foco que está centrado en el paraboloide. En cambio, si se trata de una antena emisora, las ondas que emanan del foco (dispositivo de emisión) se ven reflejadas y salen en dirección paralela al eje de la antena.
Básicamente, existen tres tipos básicos de antenas con reflector. Las antenas reflectoras parabólicas proporcionan una ganancia y una directividad extremadamente altas y son muy populares para las microondas y el enlace de comunicaciones por satélite. Una antena parabólica se compone de dos partes principales: un reflector parabólico y elemento activo llamado mecanismo de alimentación. En esencia, el mecanismo de alimentación aloja la antena principal (por lo general un dipolo), que irradia ondas electromagnéticas hacia el reflector. El reflector es un dispositivo pasivo que solo refleja la energía irradiada por el mecanismo de alimentación en una emisión concentrada altamente direccional donde las ondas individuales están todas en fase entre sí (frente de ondas en fase).
ARRAYS

Una antena de arreglo de fase (array) es un grupo de antenas que, cuando se conectan, funcionan como una sola antena cuyo ancho de haz y dirección (o sea, patrón de radiación) puede cambiarse electrónicamente sin tener que mover físicamente ninguna de las antenas individuales. La ventaja principal de este tipo de antenas es que eliminan la necesidad de mover en forma mecánica los elementos de la misma. Una aplicación típica es en radares, donde los patrones de radiación deben ser capaces de cambiar rápidamente para seguir un objeto en movimiento y, últimamente, también en las comunicaciones móviles de 3G y 4G.
ANTENAS INTELIGENTES
Las últimas tendencias en comunicaciones móviles, principalmente con la introducción de la 3G y 4G, sobre todo en Europa, apuntan a la utilización de un nuevo tipo de antenas para mejorar la capacidad y la calidad de los servicios de telecomunicaciones, así como para ofrecer un mayor número de servicios inalámbricos. Todo ello será posible gracias a las antenas inteligentes (smart antennas), que consiguen aumentar la capacidad de conexión a múltiples usuarios simultáneamente con una serie de ventajas que se expondrán a continuación. En esencia, el sistema funciona de tal forma que cuando el usuario se desplaza, o lo hace la señal interferente, se modifica la dirección del lóbulo principal para que se mueva con él y/o se minimice la interferencia y, en el caso en que una estación de radio atienda a varios usuarios simultáneamente, los sistemas permiten transmitir el haz desglosado en varios lóbulos muy directivos, de forma que se reduce la interferencia en la red considerablemente y se incrementa la capacidad en ambos sentidos.
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