Este capítulo analiza los parámetros de los haces de radiación de las antenas, que nos ayudan a comprender las especificaciones del haz.
Área del haz
Según la definición estándar: “Si la intensidad de radiación P(θ,ϕ) permanece en su valor máximo sobre un ángulo sólido ΩA y es cero en cualquier otro lugar, entonces el área del haz es el ángulo sólido a través del cual pasa toda la potencia radiada por la antena”.
El haz radiado por una antena se emite dentro de un cierto ángulo sólido donde la intensidad de la radiación es máxima. Este ángulo sólido del haz se denomina área del haz y se representa por ΩA.
Dentro de este ángulo sólido ΩA, la intensidad de radiación P(θ,ϕ) debe ser constante y máxima, y cero en cualquier otro lugar. Por lo tanto, la potencia total radiada viene dada por:
Potencia radiada = P(θ,ϕ)⋅ΩA(vatios)
El ángulo del haz generalmente se refiere al ángulo sólido entre los puntos de media potencia del lóbulo principal.
Expresión matemática
La expresión matemática para el área del haz es:
donde el ángulo sólido diferencial es:
dΩ=sinθdθdϕ
Aquí, Pn(θ,ϕ) es la intensidad de radiación normalizada.
• ΩA representa el ángulo del haz sólido (área del haz).
• θ es una función de la posición angular.
• ϕ es una función de la distancia radial.
Unidad
La unidad de área de viga es laestereorradián (sr).
Eficiencia del haz
Según la definición estándar: “La eficiencia del haz es la relación entre el área del haz principal y el área total del haz radiado”.
La energía que irradia una antena depende de su directividad. La dirección en la que la antena irradia mayor potencia tiene la mayor eficiencia, mientras que parte de la energía se pierde en los lóbulos laterales. La relación entre la energía máxima irradiada en el haz principal y la energía total irradiada, con pérdidas mínimas, se denomina eficiencia del haz.
Expresión matemática
La expresión matemática para la eficiencia del haz es:
dónde
•ηB es la eficiencia del haz (adimensional),
• ΩMB es el ángulo sólido (área del haz) del haz principal,
• ΩA es el ángulo sólido del haz radiado total.
Polarización de la antena
Las antenas pueden diseñarse con diferentes polarizaciones según los requisitos de la aplicación, como polarización lineal o circular. El tipo de polarización determina las características del haz y el estado de polarización de la antena durante la recepción o la transmisión.
Polarización lineal
Cuando se transmite o recibe una onda electromagnética, su dirección de propagación puede variar. Una antena de polarización lineal mantiene el vector del campo eléctrico confinado a un plano fijo, concentrando así la energía en una dirección específica y suprimiendo las demás. Por lo tanto, la polarización lineal ayuda a mejorar la directividad de la antena.
Polarización circular
En una onda polarizada circularmente, el vector del campo eléctrico rota con el tiempo, y sus componentes ortogonales tienen la misma amplitud y están desfasadas 90°, lo que resulta en una dirección no fija. La polarización circular mitiga eficazmente los efectos de trayectos múltiples y, por lo tanto, se utiliza ampliamente en comunicaciones por satélite, como el GPS.
Polarización horizontal
Las ondas polarizadas horizontalmente son más susceptibles a la reflexión en la superficie terrestre, lo que provoca atenuación de la señal, especialmente en frecuencias inferiores a 1 GHz. La polarización horizontal se utiliza habitualmente en la transmisión de señales de televisión para lograr una mejor relación señal-ruido.
Polarización vertical
Las ondas de baja frecuencia con polarización vertical son ventajosas para la propagación de ondas terrestres. En comparación con la polarización horizontal, las ondas con polarización vertical se ven menos afectadas por las reflexiones de la superficie y, por lo tanto, se utilizan ampliamente en las comunicaciones móviles.
Cada tipo de polarización tiene sus propias ventajas y limitaciones. Los diseñadores de sistemas de radiofrecuencia pueden elegir libremente la polarización adecuada según los requisitos específicos del sistema.
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Fecha de publicación: 24 de abril de 2026
