Antenas Y Prpagacion

INTRODUCCION

El modelo pedagógico de enseñanza aprendizaje aplicado en la escuela de ciencias básicas de tecnología e ingeniería de la Unad. Ofrece para mayor comprensión temática la aplicación del método cualitativo y el método cuantitativo. Para de esta manera aprender los diferentes conceptos de líneas de transmisión, propagación de ondas electromagnéticas, antenas y guías de onda referidas en este módulo.

El electromagnetismo es la base y sus aplicaciones en la propagación de las ondas electro magnéticas. Atraves de los diferentes medios que dominan toda la técnica actual y el manejo en la miniaturización y creciente velocidad de los circuitos electrónicos por medio de la teoría de campos.

Además se busca en adquirir los conceptos básicos y comprender las leyes que rigen el funcionamiento de las líneas de transmisión, su importancia en el comportamiento de las ondas electromagnéticas y su propagación en los diferentes medios de transmisión de las señales electromagnéticas de información o atraves de las diferentes tipos de antenas y guías de onda.

La comprensión conceptual de los problemas que deberá enfrentar en aplicaciones de señal electromagnéticas, los parámetros que gobiernan su comportamiento y su competencia e importancia en el campo de las telecomunicaciones.

CONTENIDO

Conceptos principales en el modulo de antenas y propagación

Línea de transmisión: es un sistema de conductores metálicos para transmitir energía de un punto a otro.

Ondas electromagnéticas transversales (EMT): son aquellas que se propagan en el no conductor es decir en el dieléctrico que separan a los dos conductores de la línea de transmisión.

Tipos de líneas de transmisión: se pueden clasificar en balanceadas y desbalanceadas. Las leneas balanceadas de dos alambres. Ambos conductores llevan corriente el primero lleva señal y el segundo la regresa.

Desbalanceado el conector conectado a tierra puede ser también el nivel de referencia para otros conductores portadores de señal, esto origina problemas a veces debido a que se pueden presentar inductancias y capacitancias, con ellos el surgimiento de pequeñas diferencias de señal y el conductor de tierra, como consecuencia de no tratarse de un punto de referencia perfecto induciéndose pequeños niveles de ruidos en el.

Propagación de ondas en una línea de transmisión: en las líneas de transmisión metálicas la velocidad varía mucho de acuerdo al tipo de cable y ala frecuencia de la señal en cuestión.

Uno de los parámetros importantes a tener en cuenta es el factor velocidad o constante de velocidad, la cual se define como la velocidad real de propagación atraves de un determinado medio con respecto ala velocidad de propagación en el vacío.

Perdidas en la línea de transmisión: existen varias formas correspondientes a pérdidas en la línea de transmisión las cuales pueden ocurrir por varios factores:

1. Perdidas en el conductor: toda línea de conducción posee internamente una resistencia finita, la cual provoca pérdidas inevitables de potencia de la señal circulante atraves de la línea.

2. Perdida por radiación: la cantidad de energía irradiada depende de la longitud de

línea de la frecuencia de la señal, la distancia entre los conductores y el material dieléctrico que lo separan.

3. Perdida por el calentamiento del dieléctrico: la diferencia de potencial y el

dieléctrico, ofrece una resistencia al paso de la corriente produciéndose con ello un consumo de potencia. Reflejado con la línea de transmisión en forma de calor.

4. Perdida por acoplamiento: ocurre cada ves que se hace la interconexión de diferentes líneas de transmisión debido alas características físicas y eléctricas de

cada una de ellas. Con la cual se establece ligeras discontinuidades que tienden a calentar, irradiar energía y disipar potencia

5. Efectos corona: el arco voltaico es una descarga luminosa que se produce entre

dos conductores de una línea de transmisión, cuando la diferencia de potencial entre ellos es mayor que el voltaje de rotura del dieléctrico aislante.

6. Ondas incidentes y ondas reflejadas: cuando la señal se propaga desde la fuente hacia la carga se denomina señal incidente, y cuando la señal se propaga de la carga hacia la fuente se denomina reflejada.

7. Líneas de transmisión resonante y no resonante: cuando una línea de

transmisión tiene potencia reflejada. Esta línea es resonante y cuando no existe potencia reflejada, se dice que esta línea es no resonante.

8. Coeficiente de reflexión: es una cantidad vectorial que representa la relación del

voltaje reflejado entre el voltaje incidente.

Onda estacionaria: como su nombre lo indica es debido al efecto que producen dando la impresión de permanecer estática, es decir, permanecer con la misma forma en el mismo lugar y solo varían su amplitud.

Relación de una onda estacionaria: es la relación entre voltaje máximo y mínimo o corriente máxima y mínimo de una onda estacionaria en una línea de transmisión. Impedancia de entrada en una línea de transmisión: la impedancia de la línea se comporta resistivamente, inductivamente o capacitivamente según las perdidas y los niveles de intensidad de las ondas incidentes y reflejadas.

Adaptación con un transformador de un cuarto de longitud de onda:

dependiendo del valor de la impedancia de carga, el transformador de un cuarto de longitud de onda puede comportarse como un transformador elevador o reductor cuando la impedancia de carga sea inferior o superior ala impedancia característica respectivamente

Adaptación con línea de acoplamiento: una línea de acoplamiento consiste en

un tramo adicional de una línea de transmisión

Característica de la fibra óptica: la fibra óptica esta compuesta por filamentos de vidrios o plásticos con un espesor de 10.300 micrones.

Ventajas de la fibra óptica: la principal ventaja es el gran ancho de banda y su

inmunidad ala interferencia electromagnética.

Desventajas de la fibra óptica: alta fragilidad de las fibras, necesita usar transmisores y receptores mas caros.

Propagación de onda: se propagan por el espacio libre “propagación de radio

frecuencia”

Rayos y frente de onda: un rayo es una línea trazada a lo largo de la dirección de propagación de una onda electromagnética.

Radiación electromagnética: se analizan dos parámetros importantes “densidad

de potencia e impedancia.

Densidad de potencia e intensidad de campo eléctrico: la densidad de potencia es la energía por unidad de tiempo y por unidad de área, se expresa en watts por metro cuadrado

Impedancia característica de espacio libre: la intensidad de campo eléctrico, magnético de una onda electromagnética en el espacio libre se relaciona atraves de la impedancia.

Fuente de onda esférico y ley de cuadrado inverso: es producida por una

fuente isotrópica que irradia potencia a una tasa constante y uniformemente a todas las direcciones.

Ley de cuadrado inverso: cuando se tiene una fuente isotrópica, entre mas lejos

va el frente de onda. Respecto ala fuente la densidad de potencia es mas pequeña debido ala atenuación.

Atenuación y absorción de ondas: atenuación de onda es cuando ahí

disminución en la densidad de potencia. La absorción de las ondas electromagnéticas se an dado que la atmosfera terrestre no es un vacío ya que esta formada por átomos y moléculas de diversas sustancias.

Propiedades ópticas de las ondas de radio: cuando una onda magnética se

propaga en la atmosfera. Los fuentes de onda y los rayos pueden cambiar su comportamiento en relación a espacios vacíos o libres debido a efectos ópticos. Reflexión: es cuando una onda electromagnética choca en el límite entre dos medios de transmisión de frente, una parte de la onda es refractada. Al para el material, la onda se regresa.

Difracción: consiste en una modulación o redistribución de energía dentro de un frente de onda, al pasar cerca de un objeto opaco.

Interferencia: consiste en el acto de oponerse es cuando dos o mas ondas

electromagnéticas se combinan. Provocando alteraciones en la señal. Propagación terrestre de las ondas electromagnéticas: toda onda electromagnética que se propaga dentro de una atmosfera terrestre se denomina onda terrestre. Existen 3 formas de propagación. Onda terrestre, onda espacial y ondas celestes

Propagación de ondas terrestres: son todas las que viajan por la superficie

terrestre.

Propagación de onda espacial: son aquellas ondas directas en línea recta. Entre antenas transmisoras y receptoras. Son irradiadas por varios kmtrs.

Propagación de ondas celestes: son todas que se propagan con polarización

horizontal en aplicaciones comunes. Este tipo de onda se irradia en direcciones que forman un Angulo relativamente grande en la tierra. Son 3 capas que componen la ionosfera: la capa D es la interior ala ionosfera ubicada entre 50 y

100 kmtrs sobre la superficie terrestre. Por ser la más retirada al sol, presenta poca ionización y con ello tiene poco efecto sobre la dirección de propagación

...