La radiación es un término que describe la intensidad de las ondas electromagnéticas transmitidas o recibidas por una antena. En cualquier ilustración de antena, el diagrama que representa sus características de radiación se conoce como patrón de radiación. Al observar el patrón de radiación, se puede comprender intuitivamente la funcionalidad y la directividad de la antena. La potencia radiada por la antena afecta tanto a la región cercana como a la lejana.
Gráficamente, la radiación puede expresarse como una función de la posición angular y la distancia radial de la antena. Esta función matemática describe las características de radiación de la antena, representadas típicamente por el campo eléctrico E(θ,ϕ) y el campo magnético H(θ,ϕ) en coordenadas esféricas.
Patrón de radiación
La energía radiada por una antena se caracteriza por su patrón de radiación. Un patrón de radiación es una representación gráfica de cómo se distribuye la energía radiada en el espacio en función de la dirección. Veamos ahora los patrones típicos de radiación de energía.
La figura superior muestra el diagrama de radiación de una antena dipolo. La energía radiada se representa mediante el diagrama trazado a lo largo de direcciones específicas, con flechas que indican la dirección de la radiación. Los diagramas de radiación se pueden clasificar como diagramas de campo o diagramas de potencia.
•El patrón de campo es función de los campos eléctrico y magnético y normalmente se representa en una escala logarítmica.
•El patrón de potencia es función del cuadrado de las magnitudes de los campos eléctrico y magnético, y normalmente se representa en una escala logarítmica, es decir, en dB.
Patrón de radiación 3D
Un patrón de radiación 3D es un gráfico tridimensional trazado en coordenadas esféricas (r,θ,ϕ), con su origen en el centro del sistema de coordenadas. Aparece como se muestra en la figura siguiente:
La figura muestra un patrón de radiación 3D de una antena omnidireccional, ilustrando claramente los tres ejes de coordenadas (x, y, z).
Patrón de radiación 2D
Se puede obtener un patrón de radiación bidimensional dividiendo el patrón tridimensional en planos horizontales y verticales. Los dos patrones resultantes se denominan, respectivamente, patrón del plano horizontal y patrón del plano vertical.
Como se mencionó anteriormente, la figura muestra el diagrama de radiación de una antena omnidireccional en el plano horizontal (H) y en el plano vertical (V). El plano horizontal representa el diagrama de radiación horizontal, mientras que el plano vertical representa el diagrama de radiación vertical.
Formación de lóbulos
En la representación de los diagramas de radiación, suelen aparecer diversas formas que indican las regiones de radiación principales y secundarias. Estas regiones ayudan a evaluar la eficiencia de radiación de la antena. Para una mejor comprensión, consulte la siguiente figura, que ilustra el diagrama de radiación de una antena dipolo.
En un patrón de radiación, normalmente hay un lóbulo principal, lóbulos laterales y un lóbulo posterior.
La parte principal del campo radiado, que abarca una gran área, se denomina lóbulo principal o haz principal. Es ahí donde se concentra la máxima energía radiada, y su dirección indica la directividad de la antena.
•Las otras partes del patrón de radiación que se distribuyen lateralmente se denominan lóbulos laterales o lóbulos menores. Estas son regiones donde se desperdicia energía.
•Además, existe un lóbulo orientado exactamente en dirección opuesta al lóbulo principal, conocido como lóbulo posterior, que también es un tipo de lóbulo lateral. Aquí también se desperdicia una cantidad significativa de energía.
Ejemplo
Si una antena utilizada en un sistema de radar genera lóbulos laterales, el seguimiento de objetivos se vuelve extremadamente difícil. Esto se debe a que dichos lóbulos laterales introducen falsos objetivos, y distinguir entre objetivos reales y falsos resulta muy complicado. Por lo tanto, para mejorar el rendimiento y ahorrar energía, estos lóbulos laterales deben suprimirse o eliminarse.
Medida correctiva
La energía radiada que se desperdicia de esta manera debe ser aprovechada. Si se eliminan estos lóbulos menores y se redirige esa energía hacia una sola dirección —es decir, hacia el lóbulo principal—, la directividad de la antena aumenta, mejorando así su rendimiento.
Tipos de patrones de radiación
Los tipos comunes de patrones de radiación incluyen:
• Patrón omnidireccional (también llamado patrón no direccional): Este patrón suele aparecer como una rosquilla en una vista 3D, mientras que en una vista 2D forma un patrón en forma de ocho.
• Patrón de haz en forma de lápiz: El haz presenta una forma nítida y direccional similar a la de un lápiz.
• Patrón de haz en abanico: El haz adopta un patrón en forma de abanico.
• Patrón de haz conformado: Un haz no uniforme sin un patrón regular se denomina patrón de haz conformado.
El punto de referencia para todos estos tipos de radiación es la radiación isotrópica. Si bien la radiación isotrópica no es físicamente realizable, sigue siendo una referencia importante.
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Fecha de publicación: 10 de abril de 2026
