▪ Antenas

▪ Parámetros de una antena

▪ Líneas de transmisión
▪ Antenas para estaciones base
▪ Conectores
Dispositivo (conductor metálico) diseñado con el
objetivo de emitir o recibir ondas electromagnéticas
hacia el espacio libre. Una antena transmisora
transforma voltajes en ondas electromagnéticas, y
una receptora realiza la función inversa.
 Antenas de
hilo

Antenas de
apertura

Clasificación
clásica

Antenas
planas

Arrays
 Antenas de hilo
Las antenas de hilo son antenas cuyos elementos radiantes son conductores
de hilo que tienen una sección despreciable respecto a la longitud de onda de
trabajo. Las dimensiones suelen ser como máximo de una longitud de onda.
Se utilizan extensamente en las bandas de MF, HF, VHF y UHF. Se pueden
encontrar agrupaciones de antenas de hilo. Ejemplos de antenas de hilo son:

▪ El monopolo vertical
▪ El dipolo y su evolución, la antena Yagi
▪ La antena espira
▪ La antena helicoidal es un tipo especial de antena que se usa
principalmente en VHF y UHF. Un conductor describe una hélice,
consiguiendo así una polarización circular.
Ejemplo: Antena Yagi
Una antena Yagi consiste en una antena de dipolo a la cual se le añaden
unos elementos llamados "parásitos" para hacerlo direccional. Estos
elementos pueden ser directores o reflectores.
Los elementos directores se colocan delante de la antena y refuerzan la
señal en el sentido de emisión.
Los elementos reflectores se colocan detrás y bloquean la captación de
señales en la dirección opuesta al receptor.
Antenas de apertura
Las antenas de apertura son aquellas que
utilizan superficies o aperturas para direccionar
el haz electromagnético de forma que concentran
la emisión y recepción de su sistema radiante en
una dirección. La más conocida y utilizada es la
antena parabólica, tanto en enlaces de radio
terrestres como de satélite. La ganancia de
dichas antenas está relacionada con la superficie
de la parábola, a mayor tamaño mayor
colimación del haz tendremos y por lo tanto
mayor directividad.
 Ejemplo: Antena Parabólica
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 el
caso de una antena receptora, en cambio si se trata de una antena emisora, las
ondas que emanan del foco (dispositivo de emisión) se ven reflejadas y
abandonan el reflector en forma paralela al eje de la antena.

Utilizadas extensamente en
sistemas de comunicación
en las bandas UHF a partir
de 800 MHz y en las SHF y
EHF.
▪ Construcción sencilla.
▪ Elevada direccionalidad.
Antenas Planas
Aplicaciones:
▪ Aeronáutica.
▪ Aviación
▪ Satélites
▪ Dispositivos móviles
▪ En general para frecuencias elevadas (rango de las microondas.

(factor de calidad)
El patrón de radiación de una antena parche es omnidireccional, aunque
la potencia radiada es emitida solamente hacia la parte superior de la
antena en su forma ideal debido a que se considera un plano de tierra
infinito, el cual bloquea la radiación hacia la parte inferior de la antena. En
la realidad puede existir una radiación hacia la parte inferior de la antena
debido a que el plano de tierra es de dimensiones finitas, sin embargo, los
lóbulos posteriores son de pequeñas dimensiones en comparación con el
lóbulo principal por lo que pueden despreciarse. En la figura se muestran
patrones de radiación característicos para una antena de parche.
Arrays
Las antenas de array están formadas por un conjunto de dos o más antenas
idénticas distribuidas y ordenadas de tal forma que en su conjunto se
comportan como una única antena con un diagrama de radiación propio.
Ventajas:

▪ Incremento de la zona de cobertura.

▪ Reducción de la potencia de transmisión
▪ Reducción de nivel de interferencia
Parámetros de una Antena
• Patrón de radiación
• Ancho de banda
• Directividad
• Ganancia
• Eficiencia
• Impedancia de entrada
• Polarización
• Apertura de haz
• Relación delante/atrás
Patrón de radiación

Representa la distribución de
potencia de la radiación recibida o
irradiada por la antena en
diferentes regiones del espacio.
Ancho de banda
Es el margen de frecuencias en el cual los parámetros de la antena
cumplen unas determinadas características. Se puede definir un ancho
de banda de impedancia, de polarización, de ganancia o de otros
parámetros.
Directividad
La Directividad (D) de una antena se
define como la relación entre la
intensidad de radiación de una antena
en la dirección máxima y la intensidad
de radiación de una antena isotrópica
que radia con la misma potencia total

Antena Dipolo irradiando Antena Dipolo recepcionando

Ganancia
Se define como la ganancia de potencia en la dirección de máxima
radiación. La Ganancia (G) se produce por el efecto de la directividad
al concentrarse la potencia en las zonas indicadas en el diagrama de
radiación.
Eficiencia
La Eficiencia de Radiación se define como la relación entre la potencia
radiada por la antena y la potencia que se entrega a la misma antena.
También se puede definir como la relación entre ganancia y directividad.
Es adimensional.
La Eficiencia de Adaptación o Eficiencia de Reflexión es la relación entre
la potencia que le llega a la antena y la potencia que se le aplica a ella
Impedancia de entrada
Es la impedancia de la antena en sus terminales. Es la relación
entre la tensión y la corriente de entrada.

La impedancia es un número complejo. La parte real de la

impedancia se denomina Resistencia de Antena y la parte imaginaria
es la Reactancia. La resistencia de antena es la suma de la
resistencia de radiación y la resistencia de pérdidas. Las antenas se
denominan resonantes cuando se anula su reactancia de entrada.
 Polarización
Las ondas electromagnéticas
tienen componentes eléctricos y
magnéticos.

La polarización de las antenas

transmisoras y receptoras DEBE
SER LA MISMA para optimizar la
comunicación.
Apertura del haz
Es un parámetro de radiación, ligado al diagrama de radiación. El
ancho del haz de una antena es la medida angular de aquella porción
del espacio en donde la potencia irradiada es mayor o igual que la
mitad de su valor máximo.
Relación adelante/atrás
La relación adelante/atrás (f/b, del inglés front y back) de una antena
directiva es el cociente entre la directividad máxima a su directividad
en sentido opuesto.
Una línea de transmisión es el dispositivo utilizado para guiar la energía de
radiofrecuencia (RF) desde un punto a otro (ejemplo de línea de RF es el
cable coaxial).
Las líneas de transmisión deben acoplar el radio a la antena introduciendo
la mínima atenuación posible.
Tipos de líneas de transmisión
Líneas de transmisión de conductor
paralelo
Llamado también, Línea de transmisión de cable abierto. Consiste
simplemente de dos cables paralelos, espaciados muy cerca y solo
separados por aire. Los espaciadores no conductivos se colocan a
intervalos periódicos para apoyarse y mantener se a la distancia, entre la
constante de los conductores. La distancia entre los dos conductores
generalmente está entre 2 y 6 pulgadas.
Par de cables protegido con armadura
Para reducir las pérdidas por
radiación e interferencias,
frecuentemente se encierran las
líneas de transmisión de cables
paralelos en una malla metálica
conductiva. La malla se conecta a
tierra y actúa como una protección.
La malla también evita que las
señales se difundan más allá de sus
límites y evita que la interferencia
electromagnética llegue a los
conductores de señales.
Líneas de transmisión coaxial
o concéntrica
Las líneas de transmisión de conductores paralelos son apropiadas para
las aplicaciones de baja frecuencia. Sin embargo, en las frecuencias
altas, sus pérdidas por radiación y pérdidas dieléctricas, así como su
susceptibilidad a la interferencia externa son excesivas. Por lo tanto, los
conductores coaxiales se utilizan extensamente, para aplicaciones de
alta frecuencia, para reducir las pérdidas y para aislar las trayectorias de
transmisión.

Son casi exclusivamente

utilizados a frecuencias
mayores a HF
Impedancia
La mayoría de las antenas de telecomunicaciones tiene una
impedancia de 50 ohmios, mientras las antenas y los cables para
TV normalmente tienen una impedancia de 75 ohmios.

Cualquier desadaptación de impedancias causara reflexiones

indeseadas y perdidas.
Características de la transmisión
Las características de una línea de transmisión se llaman constantes
secundarias y se determinan con las cuatro constantes primarias:
Resistencia (R); Inductancia (L); Capacitancia de derivación (C) y;
Conductancia de derivación (G). Las constantes secundarias son:
impedancia característica y constante de propagación.
Constantes Primarias
▪ Resistencia de cd en serie. Ω/m

▪ Inductancia en serie. H/m

▪ Capacitancia en paralelo. F/m

▪ Conductancia en paralelo.
Constantes Secundarias
La impedancia característica (Z0) de una
línea de transmisión es una cantidad
compleja que se expresa en ohms, que
idealmente es independiente de la
longitud de la línea, y que no puede
medirse.
La constante de propagación (a veces
llamada el coeficiente de propagación) se
utiliza para expresar la atenuación
(pérdida de la señal) y el desplazamiento
de fase por unidad de longitud de una
línea de transmisión.
Factor de velocidad
Una consideración importante en aplicaciones de líneas de
transmisión es que la velocidad de la señal en la línea de transmisión
es más lenta que la velocidad de una señal en el espacio libre. La
velocidad de propagación de una señal en un cable es menor que la
velocidad de propagación de la luz en el espacio libre, por una
fracción llamada factor de velocidad.
Pérdidas
Los cables no son conductores perfectos. Parte de la señal será siempre perdida
durante la transmisión (convertida en calor o irradiada directamente por el cable).

Se mide en decibelios por metro (dBm/m). La tasa de atenuación es función de la

frecuencia de la señal, de la geometría del cable y de los materiales con los que se
construyó. A mayor frecuencia mayor atenuación en el cable.

Mientras más grueso sea el cable, menor será la atenuación

Pérdida del conductor
Como todos los materiales
semiconductores tienen cierta resistencia
finita, hay una perdida de potencia
inherente e inevitable.
Pérdida por radiación
Si la separación, entre los conductores en una línea de
transmisión, es una fracción apreciable de una longitud de onda,
los campos electroestáticos y electromagnéticos que rodean al
conductor hacen que la línea actúe como antena y transfiera
energía a cualquier material conductor cercano.
Pérdida por calentamiento del dieléctrico
Una diferencia de potencial, entre dos conductores de una línea de
transmisión causa la pérdida por calentamiento del dieléctrico.
Pérdida por acoplamiento
La pérdida por acoplamiento ocurre cada vez que una conexión
se hace de o hacia una línea de transmisión o cuando se
conectan dos partes separadas de una línea de transmisión.
Relación de onda estacionaria
La relación de onda estacionaria
(SWR), se define como la relación
del voltaje máximo con el voltaje
mínimo, o de la corriente máxima
con la corriente mínima de una
onda. A ello también se llama
relación de voltajes de onda
estacionaria. (VSWR). En esencia
es una medida de la falta de
compensación entre la
impedancia de carga y la
impedancia característica de la
línea de transmisión.
La ecuación correspondiente es :

(Adimensional)

Los máximos de voltaje (Vmax) se presentan

cuando las ondas incidentes y reflejadas están
en fase ( es decir, sus máximos pasan por el
mismo punto de la línea, con la misma
polaridad) y los mínimos de voltaje(Vmin) se
presentan cuando las ondas incidentes y
reflejadas están desfasadas 180º. La ecuación
queda:
Ondas estacionarias en una línea abierta
Cuando las ondas incidentes de voltaje y corriente alcanzan las
características de una línea de transmisión terminada en un circuito
abierto pueden resumirse como sigue:
1. La onda incidente de voltaje se
refleja de nuevo exactamente
como si fuera a continuar (o sea,
sin inversión de fase).
2. La onda incidente de la corriente
se refleja nuevamente 180 de
como habría continuado.
3. La suma de las formas de ondas
de corriente reflejada e incidente
es mínima a circuito abierto.
4. La suma de las formas de ondas
de corriente reflejada e incidente
es máxima a circuito abierto.
Ondas estacionarias en una línea en
cortocircuito
Las características de una línea de transmisión terminada en corto puede
resumir como sigue:
▪ La onda estacionaria de voltaje se refleja
hacia atrás 180 invertidos de cómo habría
continuado.
▪ La onda estacionaria de corriente Se refleja,
hacia atrás, como si hubiera continuado.
▪ La suma de las f o r m a s d e ondas
incidentes y reflejadas es máxima en el
corto.
▪ La suma de las formas de ondas incidentes
y reflejadas es cero en el corto.
▪ Para una línea de transmisión terminada en
un cortocircuito o circuito abierto, el
coeficiente de reflexión es 1 (el peor caso) y
la SWR es infinita (también la condición de
peor caso).
Coeficiente de atenuación
Es la reducción de Voltaje o corriente.
Coeficiente de desplazamiento
Es el desplazamiento de fase por unidad de longitud
Coeficiente de reflexión
Es una cantidad vectorial que representa la relación del voltaje
reflejado entre el voltaje incidente, o la corriente reflejada entre la
corriente incidente.
Longitud de Onda
Es la distancia de un ciclo en el espacio.
Tipos de antenas para Estaciones
Base
Criterios de selección
Antena comercial
Características
SAH58-120-16.
Antena Sectorial de 5.8 GHz con polarización
vertical de 17 dBi y cobertura de 120º
 Esta antena sectorial de 5.8 GHz es robusta y
resistente a la intemperie construida con una
resistente cubierta de plástico ABS con
protección de rayos UV y un robusto montaje
galvanizado para una larga duración en las
condiciones más demandantes.
 Para tener una cobertura de 360º (como una
antena omnidireccional) y un largo alcance
(como una antena direccional) deberemos
instalar o tres antenas sectoriales de 120º ó 4
antenas sectoriales de 90º.
LMR400
Metro de Cable Coaxial tipo LMR400 de baja pérdida
Times Microwave Systems o Pacific Wireless

Atenuación 6.8 dB en 30.48 mts. @ 2.4 GHz a 25 C y

10.8 dB en 30.48 mts @ 5.8 GHz a 25 C.
Guías de onda
Una guía de onda es un tubo conductor a través del cual se transmite
la energía en la forma de ondas electromagnéticas. El tubo actúa
como un contenedor que confina las ondas en un espacio cerrado.

Los campos electromagnéticos

son propagados a través de la
guía de onda por medio de
reflexiones en sus paredes
internas, que son consideradas
perfectamente conductoras.

Por encima de los 2 GHz,

Los conectores vienen en
una gran variedad de formas
y tamaños. Además de los
modelos estándares, los
conectores pueden tener
polaridad inversa (géneros
intercambiados) o roscas
invertidas.
Adaptadores y Pigtails
Los adaptadores (transiciones) y pigtails se usan para interconectar
diferentes clases de cables y dispositivos. Un pigtail es un cable flexible
que se usa para reducir el esfuerzo mecánico que un cable rígido
impondría en un conector pequeño como los que se usan en la mayoría
de los radios.
¿ Preguntas ?