Como funciona una antena

Una antena es un dispositivo que funciona para emitir y/o recibir ondas electromagnéticas en frecuencias FM o AM. Se explica qué es una antena, para qué sirve, cómo funciona, sus tipos, partes y más.

¿Qué es una antena?

Una antena es un dispositivo que e utiliza para las transmisiones en las frecuencias FM o AM, la cual tiene por función emitir y/o recibir ciertas ondas electromagnéticas en y hacia un espacio libre. De este modo, una antena de transmisión va a transformar la energía eléctrica en ondas electromagnéticas, mientras que una receptora cumple con el proceso inverso.

Cómo funciona una antena

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¿Para qué sirve una antena?

Una antena permite la transformación de la energía electromagnética que fluye por un conductor, buscando así que se transporte una señal de radio frecuencia. Hay que mencionar sobre las ondas electromagnéticas que viajan por el espacio, así que la antena las emite o las recibe según se las diseñe. Finalmente, con esta emisión o recepción de ondas electromagnéticas, la antena es un elemento clave para las telecomunicaciones.

¿Cómo funciona una antena?

El concepto básico desde el que parte el funcionamiento de una antena es la de un transmisor de radio, así que consiste en el lanzamiento de ondas de radio al espacio. A su vez es un receptor, cuyo objetivo es recoger la potencia de transmisión posible para que se suministre a un sintonizador.

Así mismo, la antena se configura según la frecuencia de la señal con la que se busca transmitir o recibir. Esa relación se asocia con la velocidad de la luz y la distancia que deben viajar los electrones.

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Para facilitar la comprensión de cómo funciona una antena se pueden pensar en algunos ejemplos. Si por ejemplo se quiere construir una torre de radio para una radio de 680 AM, se va a transmitir una onda sinusoidal a una frecuencia de 680.000 hertzios. Para uno de los ciclos de la onda, el transmisor va a ir moviendo los electrones de la antena hacia una dirección, los conmuta y los trae de nuevo.

Para ser más específicos, cuando el transmisor funciona a 680.000 Hertzios, implica que cada ciclo se va a dar cada 0,00000147 segundos.

Tipos de antenas

Esta es una clasificación que se realiza fundamentalmente por el modo en que se distribuye el campo electromagnético en la propia antena o la tecnología que se usa. Son tres tipos básicos de antenas: de hilo, de apertura o planas.

Antenas de hilo – Es un tipo de antena con elementos radiantes en conductores de hilo con una sección despreciable respecto a la longitud de onda de trabajo. Sus dimensiones casi siempre son como máximo una longitud de onda. Su uso es extensivo en bandas: MF, HF, VHF y UHF.

Antenas de apertura – Tienen superficies o aperturas para que se direccione el haz electromagnético de un modo en que se pueda concentrar la emisión y recepción del sistema radiante en una dirección en particular. La más popular es la antena parabólica, en cuanto a sus enlaces de radio terrestres y también de satélite.

Antenas planas – Es una clase particular por ser de apertura sintética. Son comunes en los radares de apertura sintética o SAR.

Agrupaciones de antenas

Se conocen como arrays y se conforman por un conjunto de dos o más antenas, las cuales se van ordenando para que el conjunto actúe como una antena única dentro de un diagrama de radiación propio.

Arrays lineales – Sus elementos son dispuesto sobre una línea.

Arrays planos – Los elementos se distribuyen bidimensionalmente sobre un plano.

Arrays conformados – Los elementos se disponen en una superficie curva.

Tipos o clasificación funcional de las antenas

Es una clasificación de las antenas de acuerdo con un punto de vista práctico, sus prestaciones y tecnología. En ese sentido está más pensado para usos y discusiones concretas.

Antenas con reflector – Funciona con base en la reflexión de ondas electromagnéticas, así que las ondas que inciden paralelamente al eje principal se van a reflejar y paran en un sitio denominado foco, el cual se centra en el paraboloide. Si es una antena receptora, las ondas que emanan del foco se reflejan y abandonan el reflector en paralelo al eje de la antena.

Antenas dipolos – Un dipolo es una antena con una alimentación central empleada para la transmisión recepción de ondas de radiofrecuencia.

Tamaños de las antenas

Un tamaño óptimo para una antena guarda una fuerte relación con la frecuencia de la señal que se quiere recibir. En otras palabras, entre más alta se la frecuencia de la señal, menor es la longitud de onda, a raíz de lo anterior, las ondas de alta frecuencia presentan unas longitudes de onda cortas, mientras que las ondas de baja frecuencia presentan longitudes de onda largas.

En un sentido óptimo, la antena va a tener el mismo tamaño que la longitud de onda que se quiere recibir. Una señal de alta frecuencia va a requerir antenas pequeñas, mientras las de baja frecuencia necesitan de antenas de mayor tamaño.

Características de una antena

Ancho de banda – Es un rango de frecuencia en el cual una antena puede operar, siempre y cuando se cumpla con la reciprocidad dentro de un sistema. Se usan los Hercios (Hz) como unidades d ancho de banda.

Impedancia de entrada – Es una carga en ohmios con la que se mide lo que representa una antena en un sistema. Es útil para determinar y garantizar que se está emitiendo con la mayor potencia posible hacia un medio.

Ganancia – Es una cantidad adimensional que se compara con una antena isotrópica, por lo general. Teniendo en cuenta que la energía se debe conservar y debido a que una antena radia más potencia en cierta dirección, se va a estar perdiendo potencia en otra dirección, así que se usa esta variable para comparar e identificar estas condiciones de potencia.

Directividad – Se trata de la capacidad para transmitir o recibir de una antena, pero en una dirección específica, que en la mayor parte de los casos es la de máxima radiación.

Pérdida de retorno – Es un modo para expresar una desadaptación en la antena. Es así una relación con la que se expresa una razón entre la potencia que se refleja por la antena y la que es entregada en la línea de transmisión con la que se ha alimentado.

Polaridad – Es la forma en la que se coloca la antena y en cómo esa posición afecta el modo en que se emite o se recibe el campo eléctrico. La antena Yagi es de las pocas que se ve afectada por esta característica.

Relación delanteatrás (D/A) – Es un vínculo entre la ganancia de la antena en su dirección de máxima radiación y la ganancia que tiene la entrada en cualquier otra dirección que vaya entre 90° y 270° según esa dirección de máxima captación.

Relación de onda estacionaria (ROE) – Con esta medida se expresa el grado de adaptación que se da entre la antena y la impedancia del mismo circuito.

Diferencia entre una antena y una torre

Por lo general se confunden las antenas con las torres. En realidad, una torre o mástil es un soporte metálico en el cual se van a colocar las antenas que se conectan con un transmisor utilizando un cable coaxial.

Si se piensa en las FM, existen antes de varios tipos, aunque las que más se utilizan son los dipolos. Por sus características se pueden ubicar en un mástil pequeño o encaramarlas a lo alto de un campanario. Para una AM el proceso es más complejo, así que se utilizan conductores más largos, los cuales se van a trepar por la torre que se convertir a su vez en antena.

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