Cálculo de antenas: antenas de última generación para tecnología digital y métodos de medición

Prólogo

Capítulo 1 – Recordatorio ………………………………. 7
1.1 Unidades …………………………………………………………….. 7
1.1.1 Unidades fundamentales …………………………………….. 7
1.1.2 Unidades derivadas ……………………………………………. 7
1.1.3 Otras magnitudes ……………………………………………….. 9
1.1.4 Múltiplos y submúltiplos ……………………………………… 10
1.2 Trigonometría ……………………………………………………….. 11
1.2.1 Equivalencias ………………………………………………………. 13
1.2.2 Funciones …………………………………………………………….. 13
1.2.3 Resolución de triángulos rectángulos ……………………… 16
1.3 Logaritmos ………………………………………………………………. 17
1.4 Unidades logarítmicas ……………………………………………….. 18
1.5 Números imaginarios y complejos ………………………………. 20

Capítulo 2 – Definiciones  ……………………………………… 23
2.1 Naturaleza de la radiación electromagnética …………………….. 23
2.2 Constantes del espacio ……………………………………………………. 24
2.3 Conceptos de radiación electromagnética ………………………….. 25
2.4 Parámetros de antenas …………………………………………………….. 26
2.4.1 Impedancia característica ……………………………………………….. 27
2.4.2 Altura o longitud efectiva ………………………………………………… 27
2.4.3 Coeficiente de onda …………………………………………………………. 28
2.4.4 Longitud eléctrica ……………………………………………………………. 28
2.4.5 Factor de atenuación ………………………………………………………… 29
2.4.6 Resistencia de radiación …………………………………………………….. 29
2.4.7 Inductancia ………………………………………………………………………. 30
2.4.8 Capacidad ………………………………………………………………………… 30
2.4.9 Q y ancho de banda …………………………………………………………… 30
2.4.10 Reactancia ………………………………………………………………………. 31
2.4.11 Impedancia de entrada ………………………………………………………. 31
2.4.12 Directividad ………………………………………………………………………. 32
2.4.13 Área efectiva ………………………………………………………………………. 33

Capítulo 3 – Formulario …………………………………………………. 35
3.1 Impedancia característica ……………………………………………………… 35
3.2 Altura o longitud efectivas …………………………………………………….. 37
3.3 Constante de fase o coeficiente de onda ………………………………….. 37
3.4 Longitud eléctrica …………………………………………………………………. 38
3.5 Factor de atenuación ……………………………………………………………… 38
3.6 Resistencia de radiación …………………………………………………………. 38
3.7 Inductancia ………………………………………………………………………….. 43
3.8 Capacidad …………………………………………………………………………….. 43
3.9 Q y ancho de banda ………………………………………………………………… 44
3.10 Reactancia ……………………………………………………………………………. 44
3.11 Impedancia de entrada …………………………………………………………… 46
3.12 Directividad …………………………………………………………………………… 47
3.13 Área efectiva …………………………………………………………………………… 55
3.14 Acoplamiento de antenas …………………………………………………………. 56

Capítulo 4 – Antenas ………………………………………………………. 67
4.1 Antenas de cuadro ……………………………………………………………………. 67
4.2 Ajuste en resonancia de las antenas ……………………………………………… 70
4.2.1 Monopolos cortos ……………………………………………………………………. 71
4.2.2 Monopolos largos ……………………………………………………………………. 86
4.3 Antenas Yagui y Quad-Cúbicas ……………………………………………………. 88
4.4 Antenas multibanda …………………………………………………………………….. 91
4.4.1 Primer grupo …………………………………………………………………………….. 92
4.4.2 Segundo grupo …………………………………………………………………… 105
4.4.3 Tercer grupo ……………………………………………………………………… 108
4.4.4 Cuarto grupo ……………………………………………………………………… 108
4.4.5 Antenas logoperiódicas ……………………………………………………….. 110
4.5 Antenas parabólicas ………………………………………………………………… 116
4.6 Antenas Microstrip ……………………………………………………………….. 119
4.6.1 General ………………………………………………………………………………. 119
4.6.2 Aplicaciones ………………………………………………………………………. 121
4.6.3 Análisis …………………………………………………………………………….. 121
4.6.4 Radiación …………………………………………………………………………. 122
4.7 Planos de tierra ……………………………………………………………………. 132

Capítulo 5 – Líneas de transmisión ………………………………. 141
5.1 Descripción y parámetros ……………………………………………………… 141
5.2 Impedancia de entrada ………………………………………………………….. 145
5.3 Concepto de la ROE ………………………………………………………………. 149
5.4 Cable coaxial. Generalidades …………………………………………………. 156

Capítulo 6 – Datos de interés ………………………………………. 163
6.1 Cálculo de bobinas ……………………………………………………………….. 163
6.2 Radio equivalente ………………………………………………………………… 166
6.3 Parámetros de medios y materiales ………………………………………. 167
6.4 Resistencia óhmica de un conductor a la radiofrecuencia …………. 169
6.5 Capacidades ……………………………………………………………………….. 170
6.6 Transmisión entre dos antenas alejadas en el espacio libre ……… 173

Capítulo 7 – Adaptación de impedancias ……………………….. 175
7.1 General ……………………………………………………………………………….. 175
7.2 Autotransformador ………………………………………………………………. 177
7.3 Circuitos en L ……………………………………………………………………… 177
7.4 Circuitos en π ……………………………………………………………………… 178

Capítulo 8 – Mediciones en antenas …………………………….. 189
8.1 Elementos básicos de aparatos de medidas …………………………….. 189
8.2 Aparatos de medida ……………………………………………………………… 195

Capítulo 9 – Ejercicios prácticos ……………………………………. 199
9.1 Diseño de monopolos ………………………………………………………………. 199
9.2 Diseño de antenas en L invertida……………………………………………… 205
9.3 Acoplamiento de dipolos ……………………………………………………….. 207
9.4 Antenas disco-cono ………………………………………………………………… 209
9.5 Antenas helicoidales ………………………………………………………………. 210
9.6 Diseño de una antena Microstrip ……………………………………………… 211
9.7 Antena parabólica ……………………………………………………………………. 213

Anexos …………………………………………………………………………. 215
Anexo I …………………………………………………………………………………………… 215
Anexo II ………………………………………………………………………………………….. 217
Anexo III …………………………………………………………………………………………. 225
Anexo IV ………………………………………………………………………………………….. 227

Bibliografía ……………………………………………………………………. 229