Este capítulo presenta los parámetros fundamentales de la comunicación inalámbrica, con el objetivo de comprender mejor el papel de las antenas en los sistemas de comunicación. La comunicación inalámbrica se realiza mediante ondas electromagnéticas, por lo que resulta esencial comprender las características de propagación de dichas ondas.
En este capítulo, analizaremos los siguientes parámetros:
•Frecuencia
•Longitud de onda
•Adaptación de impedancias
• ROE y potencia reflejada
•Ancho de banda
• Porcentaje de ancho de banda
•Intensidad de la radiación
Ahora, vamos a analizarlos en detalle.
Frecuencia:
Según la definición estándar, la frecuencia es el número de repeticiones de una onda por unidad de tiempo. En términos sencillos, la frecuencia describe con qué frecuencia ocurre un evento. Una onda periódica se repite cada T segundos (un período), y su frecuencia es la inversa del período T.
Matemáticamente, se presenta de la siguiente manera:
$$f = \frac{1}{T}$$
•F representa la frecuencia de una onda periódica, mientras que
•T es el tiempo necesario para completar un ciclo completo.
La frecuencia se mide en hercios, abreviado como Hz.
La figura anterior ilustra una onda sinusoidal, representando el voltaje (en mV) en función del tiempo (en ms). Esta forma de onda se repite cada 2t milisegundos; por lo tanto, su período T = 2t ms y su frecuencia f = 1/(2t) kHz.
Longitud de onda:
Según la definición estándar, la distancia entre dos picos consecutivos o dos valles consecutivos se denomina longitud de onda.
En pocas palabras, la longitud de onda es la distancia entre dos picos positivos adyacentes o dos picos negativos adyacentes. La siguiente figura muestra una forma de onda periódica, con la longitud de onda (λ) y la amplitud indicadas. Cuanto mayor sea la frecuencia, menor será la longitud de onda, y viceversa.
La fórmula para la longitud de onda es:
$$\lambda = \frac{c}{f}$$
•λ representa la longitud de onda
•C es la velocidad de la luz ($3 \times 10^8$ metros por segundo)
•F es la frecuencia
La longitud de onda λ se expresa en unidades de longitud, como metros, pies o pulgadas. La unidad más utilizada es el metro.
Adaptación de impedancias:
Según la definición estándar, la adaptación de impedancias se produce cuando la impedancia del transmisor es aproximadamente igual a la impedancia del receptor.
Es necesario adaptar las impedancias entre la antena y el circuito. Las impedancias de la antena, la línea de transmisión y el circuito deben coincidir para lograr la máxima transferencia de potencia entre la antena y el receptor o transmisor.
La necesidad de la correspondencia
Los dispositivos resonantes son capaces de ofrecer una salida óptima dentro de ciertas frecuencias de banda estrecha. Como dispositivo resonante, una antena puede lograr un mejor rendimiento de salida cuando su impedancia está correctamente adaptada.
•Cuando la impedancia de la antena coincide con la impedancia del espacio libre, la potencia radiada por la antena se transmitirá de forma efectiva.
•Para una antena receptora, su impedancia de salida debe coincidir con la impedancia de entrada del circuito amplificador receptor.
•Para una antena transmisora, su impedancia de entrada debe coincidir con la impedancia de salida del amplificador transmisor, así como con la impedancia característica de la línea de transmisión.
La impedancia se mide en ohmios, representados por el símbolo Z.
ROE y potencia reflejada:
Según la definición estándar, la relación entre el voltaje máximo y el voltaje mínimo en una onda estacionaria se denomina relación de onda estacionaria de voltaje (VSWR, por sus siglas en inglés).
Cuando las impedancias de la antena, la línea de transmisión y el circuito no coinciden, la potencia no se puede irradiar de forma eficaz; en su lugar, una parte de la potencia se refleja.
Las características principales son:
•El parámetro que indica el grado de desajuste de impedancia se denomina relación de onda estacionaria de voltaje (VSWR).
•VSWR significa relación de onda estacionaria de voltaje y también se conoce comúnmente como SWR.
•Cuanto mayor sea el desajuste de impedancia, mayor será el valor de VSWR.
•Para lograr una radiación efectiva, el valor VSWR ideal es 1:1
•La potencia reflejada se refiere a la porción de potencia directa que se desperdicia. La potencia reflejada y la ROE (Relación de Onda Estacionaria) describen esencialmente el mismo fenómeno físico desde diferentes perspectivas.
Ancho de banda:
Según la definición estándar, la banda de frecuencia dentro de un rango de longitud de onda específico asignado para una comunicación particular se denomina ancho de banda.
Cuando se transmite o se recibe una señal, esta opera dentro de un rango de frecuencia determinado. Este rango de frecuencia específico se asigna a una señal en particular para evitar interferencias de otras señales durante la transmisión.
•El ancho de banda se refiere al rango de frecuencia entre los límites de alta y baja frecuencia de una transmisión de señal.
•Una vez que se asigna el ancho de banda, no puede ser utilizado por otros.
•Todo el espectro se divide en segmentos de ancho de banda, cada uno asignado a diferentes transmisores.
El ancho de banda que acabamos de comentar también puede denominarse ancho de banda absoluto.
Porcentaje de ancho de banda:
Según la definición estándar, la relación entre el ancho de banda absoluto y su frecuencia central se denomina ancho de banda porcentual.
La frecuencia dentro de una banda en la que la intensidad de la señal alcanza su máximo se denomina frecuencia de resonancia, también conocida como frecuencia central de la banda, y se denota como fC.
•Las frecuencias más alta y más baja de la banda se denominan fH y fL, respectivamente.
•El ancho de banda absoluto viene dado por fH − fL
•Para evaluar el ancho de una banda de frecuencia, es necesario calcular su ancho de banda fraccional o su ancho de banda porcentual.
El porcentaje de ancho de banda se calcula para comprender el rango de variaciones de frecuencia que un componente o sistema puede manejar.
•fH denota la frecuencia más alta
•fL denota la frecuencia más baja
•fc denota la frecuencia central
Cuanto mayor sea el porcentaje de ancho de banda, mayor será el ancho de banda del canal.
Intensidad de la radiación:
La intensidad de la radiación se define como la potencia radiada por unidad de ángulo sólido.
Una antena irradia con mayor intensidad en ciertas direcciones, que corresponden a su máxima intensidad de radiación. El alcance máximo posible de la radiación se caracteriza por la intensidad de la radiación.
Expresión matemática
La intensidad de la radiación se obtiene multiplicando la densidad de potencia radiada por el cuadrado de la distancia radial:
Donde U es la intensidad de la radiación, r es la distancia radial y (Wrad) es la densidad de potencia radiada.
•U representa la intensidad de la radiación
•r representa la distancia radial
•Wrad representa la densidad de potencia radiada
La ecuación anterior expresa la intensidad de radiación de la antena. La distancia radial a veces se denota con el símbolo Φ.
La unidad de intensidad de radiación es vatios por estereorradián (W/sr) o vatios por radián cuadrado (W/rad²).
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Fecha de publicación: 26 de marzo de 2026
