Función de una Antena: Radiación y Recepción de Ondas Electromagnéticas

Una antena es un transductor que convierte entre ondas electromagnéticas guiadas (en una línea de transmisión) y ondas electromagnéticas de espacio libre (radiación). Realiza dos funciones recíprocas:

1. Transmisión (Radiación)

• Corriente variable en el tiempo del transmisor → conductores de la antena.
• Cargas aceleradas crean campos electromagnéticos que se desprenden y propagan a la velocidad de la luz.
• La geometría de la antena determina el patrón de radiación (directividad), la polarización (orientación del campo E) y la eficiencia (radiado vs. calor).

2. Recepción

• Onda EM incidental → induce voltaje/corriente en los conductores de la antena (teorema de reciprocidad).
• La señal se entrega al receptor a través de la línea de transmisión.
• La abertura efectiva (A_e) captura potencia: P_r = S × A_e (S = densidad de potencia).

Parámetros de Rendimiento Clave

• Frecuencia / Ancho de Banda: Resonante en la frecuencia de diseño; el ancho de banda % varía según el tipo (estrecho: dipolo, amplio: log-periódico, espiral).
• Ganancia (dBi/dBd): Directividad × Eficiencia. Concentra la potencia en la(s) dirección(es) deseada(s).
• Directividad / Patrón: Omnidireccional (dipolo, monopolo), Direccional (Yagi, plato, parche, array), Sectorial.
• Polarización: Lineal (V/H), Circular (RHCP/LHCP), Elíptica. Desajuste → pérdida de 3 dB (lineal) a ∞ (cruzada).
• Impedancia / VSWR: Coincide con la línea de alimentación (50 Ω, 75 Ω, 300 Ω). Desajuste → reflexiones, pérdida, posible daño al PA.
• Eficiencia: Resistencia de radiación / (Resistencia de radiación + Resistencia de pérdida). Pérdidas: conductor, dieléctrico, tierra.

Tipos Comunes y Aplicaciones

Las antenas son la interfaz entre circuitos y el espacio — todo sistema inalámbrico vive o muere por su antena.