Antena Guía De Onda

1. Introducción.

Una antena es un dispositivo metálico capaz de radiar y recibir ondas electromagnéticas del espacio. En los circuitos transmisores y receptores de radio, se producen ondas electromagnéticas. Para viajar por el espacio esas señales eléctricas deben acoplarse primero al mismo. Por lo que se deduce que la función de la antena es adaptar campos electromagnéticos entre distintos medios de conducción. De esta forma se puede definir una antena, como un dispositivo encargado de convertir ondas electromagnéticos "conducidas" por una línea de transmisión o guía de ondas, en ondas que pueden propagarse libremente en el espacio. Una antena es entonces una interface entre el espacio libre y la línea de transmisión. Mientras la línea no irradia energía al espacio, la antena si lo hace y eso es lo que las distingue. Según la aplicación de la antena, el tamaño de la misma estará relacionado con la banda de frecuencias que se quiere captar o transmitir. Cuando la antena es utilizada para radiar ondas electromagnéticas al espacio, cumple el papel de antena emisora o transmisora y cuando se emplea para interceptar o capturar ondas que se propagan en el espacio y convertirlas en energía útil, aprovechable por un receptor, cumple la función de antena receptora. Es un adaptador entre la fuente de energía y el espacio libre (antena transmisora) y también un adaptador entre el espacio libre y el sumidero de energía (antena receptora).En el siguiente informe se desarrolla una antena de guías circular cacera. Comenzando con una introducción teoría para luego desarrollar en la práctica este dispositivo, para lo cual se presentan los cálculos necesarios, las herramientas, materiales utilizados en el diseño y por último la antena implementada.

2. Objetivos

El objetivo de esta experiencia es la construcción de una antena cacera guías de onda, de tal forma de aplicar la teoría sobre las guías de ondas estudiada en clases. De esta manera se pretende que se lleven a cavo los cálculos necesarios, a través de las ecuaciones que determinan los parámetros necesarios a tener en cuenta en la construcción de este tipo de antenas.

Un objetivo secundario es conocer técnicas y recomendaciones para que el montaje de cómo resultado las características óptimas de funcionamiento de la antena.

3. fundamentos teóricos

3.1 Las guías de ondas.

Una guía de onda es cualquier estructura física que guía ondas electromagnéticas. Dependiendo de la frecuencia se pueden construir con materiales conductores o dieléctricos. Por lo general, mientras más baja es la frecuencia, mayor es la guía de onda.

Las guías de onda electromagnéticas se analizan resolviendo las ecuaciones de Maxwell. Estas ecuaciones tienen soluciones múltiples, o modos, que son las funciones del sistema de ecuaciones. Cada modo es pues caracterizado por un valor, que corresponde a la velocidad de propagación axial de la onda en la guía.

Los modos de propagación dependen de la longitud de onda, de la polarización y de las dimensiones de la guía. El modo longitudinal de una guía de onda es un tipo particular de onda estacionaria formado por ondas confinadas en la cavidad.

Los modos transversales se clasifican en tipos distintos:

 Modos TE (Transversal eléctrico), la componente del campo eléctrico en la dirección de propagación es nula.

 Modos TM (Transversal magnético), la componente del campo magnético en la dirección de propagación es nula.

 Modos TEM (Transversal electromagnético), la componente tanto del campo eléctrico como del magnético en la dirección de propagación es nula.

 Modos híbridos, son los que sí tienen componente en la dirección de propagación tanto en el campo eléctrico como en el magnético.

En guías de onda rectangulares el modo fundamental es el TE1.0 y en guías de onda circulares es el TE1.1. El ancho de banda de una guía de onda esta limitado por la aparición de modos superiores. En una guía rectangular, sería el TE0.1.

Sus aplicaciones más comunes están dadas por que las guías de onda son adecuadas para transmitir señales debido a su bajas pérdidas. Por ello, se usan en microondas, a pesar de su ancho de banda limitado y volumen, mayor que el de líneas coaxiales para la misma frecuencia.

También se realizan distintos dispositivos en guías de onda, como acopladores direccionales, filtros, circuladores y otros.

Actualmente, son especialmente importantes, y lo serán más en el futuro, las guías de onda dieléctricas trabajando a frecuencias de la luz visible e infrarroja, habitualmente llamadas fibra óptica, útiles para transportar información de banda ancha, sustituyendo a los cables coaxiales y enlaces de microondas en las redes telefónicas y, en general, las redes de datos.

3.2 Antenas guías de ondas

Una antena guía de ondas es una antena direccional modificada. Es simplemente un tubo rectangular o cilíndrico, que lleva una señal de microondas. Si un extremo del tubo se deja abierto, apuntando hacia el Access Point u otra antena, la señal saldrá en esa dirección y entonces se tendrá una antena guía de ondas

Este tipo de antena es la más fácil de hacer y de más bajo costo. Consiste en una lata de metal de cualquier tipo y de tamaño apropiado, por ejemplo una lata de “Pringles”. Dentro de la lata, se forma una onda estacionaria que tiene un nulo en el fondo del tubo. El elemento activo, la sonda que inyecta la señal, debe posicionarse en un máximo de la onda estacionaria, el cual ocurre a λg/ 4 , o múltiplo, donde λg es la longitud de onda de la onda estacionaria dentro de la guía.

La

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