¿Qué es una antena?
La
definición formal de una antena es un dispositivo que sirve para transmitir y
recibir ondas de radio. Convierte la onda guiada por la línea de transmisión
(el cable o guía de onda) en ondas electromagnéticas que se pueden transmitir
por el espacio libre.
En
realidad una antena es un trozo de material conductor al cual se le aplica una
señal y esta es radiada por el espacio libre.
Las
antenas deben de dotar a la onda radiada con un aspecto de dirección. Es decir,
deben acentuar un solo aspecto de dirección y anular o mermar los demás. Esto
es necesario ya que solo nos interesa radiar hacia una dirección determinada.
Esto
se puede explicar con un ejemplo, hablando de las antenas que llevan los
satélites. Estas acentúan mucho la dirección hacia la tierra y anulan la de
sentido contrario, puesto que lo que se quiere es comunicarse con la tierra y
no mandar señales hacia el espacio.
Las
antenas también deben dotar a la onda radiada de una polarización. La polarización
de una onda es la figura geométrica descrita, al transcurrir el tiempo, por el
extremo del vector del campo eléctrico en un punto fijo del espacio en el plano
perpendicular a la dirección de propagación.
Para
todas las ondas, esa figura es normalmente una elipse, pero hay dos casos
particulares de interés y son cuando la figura trazada es un segmento,
denominándose linealmente polarizada, y cuando la figura trazada es un círculo,
denominándose circularmente polarizada.
Una
onda está polarizada circularmente o elípticamente a derechas si un observador
viese a esa onda alejarse, y además viese girar al campo en el sentido de las
agujas de un reloj. Lógicamente, si lo viese girar en sentido contrario, sería
una onda polarizada circularmente o elípticamente a izquierdas.
Distribución De Corriente En Una Antena
Una antena, al ser un
elemento de un circuito, tendrá una distribución de corrientes sobre ella
misma. Esta distribución dependerá de la longitud que tenga la antena y del
punto de alimentación de la misma.
Una onda estacionaria es una
onda que se crea cuando una señal se está propagando por un medio de
transmisión y es reflejada por culpa de una mala adaptación o por culpa de un
final de línea.
Supongamos primero que
tenemos una línea acabada en circuito abierto y alimentada en uno de sus
extremos.
En el momento de alimentar a
esta línea de transmisión con una señal senoidal, se crea una onda que se
propaga por la línea.
Esta señal se irá repitiendo
cada longitud de onda landa (una longitud de onda y no media longitud de onda)
ya que es una señal senoidal y es periódica. Esto provoca que ahora tengamos
una distribución de corrientes que no es constante y que varía en función de la
longitud de onda landa.
En la siguiente figura
podemos ver una representación gráfica de como quedaría una distribución de
corrientes en la línea que estamos tratando.
Una vez que la onda llega al
final de la línea, esta es reflejada al no poder continuar su camino, volviendo
hacia el generador. Esta onda reflejada tiene un desfase de 90º respecto de la
onda incidente, por lo que al sumarse con la onda incidente, tendremos puntos
en donde la suma de un máximo y en donde de un mínimo. Esta suma de las dos
ondas es la onda estacionaria que estamos buscando.
Si en vez de estar acabada
la línea en circuito abierto, estuviera acabada en corto circuito, también se
reflejaría la onda, pero en vez de estar desfasada 90º, estaría desfasada 180º.
También se sumaría a la onda incidente y lógicamente también creará la onda
estacionaria.
En la figura anterior
observamos como quedan la onda incidente, la reflejada y la estacionaria en la
línea de transmisión que estamos tratando.
Esta es la onda estacionaria
que se crea en la línea. Para entenderlo mejor se suele representar el módulo
de la intensidad, que sería lo que mediría un medidor de corriente de RF, y la
tensión en la misma línea.
Una cosa que no se ha
comentado, pero que es muy importante, es la posición de los máximos y de los
mínimos de una onda estacionaria.
Al estar acabada la línea en
un circuito abierto, en ese punto no podrá desplazarse la corriente, luego el
módulo de la corriente en el extremo de la línea tendrá un mínimo. Por la misma
razón, la tensión en ese punto tendrá un máximo, ya que hay máxima
concentración de energía.
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