T 7.6 TecnologÃƒÂa de antenas

T 7.6 

Tecnología de antenas 

J.M. Kloza 

K. Breidenbach 

Tercera edición 

LD Didactic GmbH . Leyboldstrasse 1 . D-50354 Huerth / Germany . Teléfono (02233) 604-0 . Fax (02233) 604-222 . e-mail: info@ld-didactic.de 

©por LD Didactic GmbH 

Impreso en la Republica Federal de Alemania 

Quedan reservadas las modificaciones técnicas


Estación de medición de antena 

La delicada electrónica del equipo que describe este manual se puede dañar a causa de 

descargas de electricidad estática. En consecuencia, se debe evitar la formación de 

electricidad estática (en particular utilizando salas adecuadas), o eliminarla mediante descarga. 

2



Visión general del equipo............................................................................................................... 7 

Símbolos y abreviaturas................................................................................................................. 9 

1. Estación de medición de antenas............................................................................................ 11 

Notas sobre seguridad......................................................................................................... 11 

Consejos generales para experimentación........................................................................ 11 

Lista de equipos básicos ..................................................................................................... 12 

Montaje general del experimento........................................................................................ 12 

Realización de los experimentos ........................................................................................ 12 

Evaluación estándar............................................................................................................. 13 

Comentarios básicos ........................................................................................................... 13 

Otras definiciones ................................................................................................................ 14 

Diagramas horizontal y vertical ........................................................................................... 14 

Condición de campo lejano................................................................................................. 14 

Eficacia direccional ............................................................................................................. 14 

Directividad ......................................................................................................................... 14 

Ganancia............................................................................................................................. 14 

Fórmulas de los diagramas direccionales ......................................................................... 16 

Libre ajuste para diagramas direccionales.......................................................................... 16 

Serie de fórmulas ................................................................................................................ 17 

Antenas dipolo .............................................................................................................................. 22 

Conceptos básicos............................................................................................................... 22 

Equipos y accesorios necesarios ....................................................................................... 24 

Montaje del experimento...................................................................................................... 24 

Procedimiento del experimento .......................................................................................... 24 

1. Diagramas horizontales del dipolo λ/2 ............................................................................ 24 

2. Diagramas horizontales del dipolo λ ............................................................................... 25 

3. Diagramas horizontales del dipolo 3λ/2 .......................................................................... 25 

4. Diagramas horizontales del dipolo 2λ ............................................................................. 25 


6. Atenuación de ondas polarizadas cruzadas ................................................................... 26 

7. Diagramas verticales del dipolo λ/2 ................................................................................ 26 

Resultados ............................................................................................................................ 27 

1. Diagramas horizontales del dipolo λ/2 ............................................................................ 27 

2. Diagramas horizontales del dipolo λ ............................................................................... 28 

3. Diagramas horizontales del dipolo 3/2λ .......................................................................... 28 



6. Atenuación de ondas de polarización cruzada (PLF) ..................................................... 30 

7. Diagramas verticales del dipolo λ/2 ................................................................................ 30 



Montaje del experimento...................................................................................................... 35 

3



Procedimiento del experimento .......................................................................................... 35 

1. Diagramas horizontales de la antena Yagi-R.................................................................. 35 

2. Diagramas horizontales de la antena Yagi-D.................................................................. 36 

3. Diagramas horizontales de la antena Yagi-DR ............................................................... 36 

4. Diagramas horizontales de la antena Yagi-4DR ............................................................. 36 

Variante.................................................................................................................................. 38 

Mida los diagramas direccionales verticales de la antena Yagi.......................................... 38 

Resultados ............................................................................................................................ 39 

1. Diagramas horizontales de la antena Yagi-R.................................................................. 39 

2. Diagramas horizontales de la antena Yagi-D.................................................................. 40 

3. Diagramas horizontales de la antena Yagi-DR ............................................................... 41 

4. Diagramas horizontales de la antena Yagi-4DR ............................................................. 42 

Antenas de apertura...................................................................................................................... 45 


Guías de ondas abiertas y bocinas..................................................................................... 45 


Montaje del experimento ........................................................................................................ 48 

Procedimiento del experimento .............................................................................................. 48 

1. Diagramas horizontales de la antena de bocina grande................................................. 48 

2. Pérdida de polarización de la antena de bocina grande................................................. 49 

3. Diagramas verticales de la antena de bocina grande ..................................................... 50 

4. Diagramas verticales de la antena de bocina pequeña .................................................. 50 

5. Diagramas horizontales de la antena de bocina pequeña .............................................. 50 

6. Diagramas horizontales de las antenas de guías de ondas ........................................... 50 

Variantes................................................................................................................................. 51 

Efecto de la rejilla de polarización sobre la recepción para antenas de bocina con el mismo 

estado de polarización ........................................................................................................ 51 

Diagramas verticales de guías de ondas abiertas .............................................................. 51 

Resultados.............................................................................................................................. 52 

1. Diagramas horizontales de la antena de bocina grande................................................. 52 

2. Pérdida de polarización de la antena de bocina grande (PLF)....................................... 52 

3. Diagramas verticales de la antena de bocina grande ..................................................... 53 

4. Diagramas verticales de la antena de bocina pequeña .................................................. 53 

5. Diagramas horizontales de la antena de bocina pequeña .............................................. 54 

6. Diagramas horizontales de las antenas de guías de ondas ........................................... 55 

Variantes................................................................................................................................. 56 

Efecto de la rejilla de polarización sobre la recepción para antenas de bocina con el mismo 

estado de polarización ........................................................................................................ 56 

Antenas reflectoras....................................................................................................................... 57 

Conceptos básicos ................................................................................................................. 57 

Parámetros de la antena parabólica....................................................................................... 58 

Preguntas ............................................................................................................................... 59 

Equipos y accesorios necesarios ........................................................................................... 60 



1. Diagramas horizontales del reflector parabólico con dipolo λ/2...................................... 60 

4



2. Diagramas horizontales del reflector parabólico con Yagi-R .......................................... 61 

3. Diagramas horizontales del reflector parabólico con Yagi-D .......................................... 61 

4. Diagramas horizontales del reflector parabólico con Yagi-DR........................................ 62 

5. Diagramas horizontales del reflector parabólico con Yagi-4DR...................................... 62 

Variante .................................................................................................................................. 62 

Uso de distintos radiadores................................................................................................. 62 

Respuestas............................................................................................................................. 62 

Resultados.............................................................................................................................. 63 

1. Diagramas horizontales de la antena parabólica con dipolo λ/2..................................... 63 

2. Diagramas horizontales de la antena parabólica con Yagi-R ......................................... 64 

3. Diagramas horizontales de la antena parabólica con Yagi-D ......................................... 65 

4. Diagramas horizontales de la antena parabólica con Yagi-DR....................................... 66 

5. Diagramas horizontales de la antena parabólica con Yagi-4DR..................................... 67 

Consejos ............................................................................................................................. 68 

Antenas helicoidales..................................................................................................................... 69 


Polarización de antenas y ondas ........................................................................................ 69 

Antenas helicoidales ........................................................................................................... 70 




1. Diagrama direccional de antenas helicoidales con el mismo estado de polarización..... 73 

2. Diagrama direccional de antenas helicoidales con estado de polarización ortogonal.... 74 

3. Influencia de las reflexiones en antenas con estado de polarización ortogonal ............. 74 

4. Influencia de las reflexiones en antenas con el mismo estado de polarización.............. 74 

Variantes................................................................................................................................. 75 

Efecto de un polarizador entre dos antenas helicoidales con estado de polarización 

ortogonal ............................................................................................................................. 75 

Medición del estado de polarización de una onda polarizada de manera casi circular ...... 75 

Resultados.............................................................................................................................. 76 

1. Diagrama direccional de antenas helicoidales con el mismo estado de polarización..... 76 

2. Diagrama direccional de antenas helicoidales con estado de polarización ortogonal.... 76 

3. Influencia de las reflexiones en antenas con estado de polarización ortogonal ............. 78 

4. Influencia de las reflexiones en antenas con el mismo estado de polarización.............. 79 

Variantes................................................................................................................................. 80 


ortogonal ............................................................................................................................. 80 

Medición del estado de polarización de una onda polarizada de manera casi circular ...... 80 

Red de antenas.............................................................................................................................. 82 


Redes lineales..................................................................................................................... 83 

Redes planas ...................................................................................................................... 84 

Tecnología microstrip.......................................................................................................... 84 

Antenas microstrip .............................................................................................................. 85 

Preguntas ............................................................................................................................... 88 


5



Se requiere adicionalmente .................................................................................................... 89 



1. Diagramas horizontales de la antena ranurada, N = 7 ................................................... 91 

2. Diagramas horizontales con número reducido de ranuras, N = 5................................... 91 


4. Diagramas verticales con número reducido de ranuras, N = 3....................................... 91 

5. Diagramas direccionales de la antena ranurada vertical, N = 7 ..................................... 92 

6. Formación de lóbulos de rejilla ....................................................................................... 92 

7. Conmutación y exploración del haz mediante el control de fase .................................... 92 

8. Diagramas horizontales de la antena microstrip ............................................................. 93 

9. Diagramas verticales de la antena microstrip ................................................................. 93 

Respuestas............................................................................................................................. 94 

Resultados.............................................................................................................................. 95 

1. Diagramas horizontales de la antena ranurada, N = 7 ................................................... 95 



4. Diagramas verticales con número reducido de ranuras, N = 3....................................... 97 

5. Diagramas direccionales de la antena ranurada vertical, N = 7 ..................................... 98 

6. Formación de lóbulos de rejilla ..................................................................................... 100 

7. Conmutación y exploración del haz mediante el control de fase .................................. 100 

8. Diagramas horizontales de la antena microstrip ........................................................... 100 

9. Diagramas verticales de la antena microstrip ............................................................... 101 

Ganancia y adaptación ............................................................................................................... 102 

Conceptos básicos ............................................................................................................... 102 

Ranuras simples ............................................................................................................... 102 

El método de las tres antenas........................................................................................... 105 

Equipos y accesorios necesarios: ........................................................................................ 107 

Procedimiento del experimento ............................................................................................ 108 

1. Diagramas horizontales de antenas de una ranura ...................................................... 108 

2. Adaptación de antenas ranuradas ................................................................................ 109 

3. El método de las tres antenas....................................................................................... 111 

Resultados .......................................................................................................................... 113 

1.1 Diagramas horizontales de la ranura simple, tipo A.................................................... 113 

1.2 Diagramas horizontales de la ranura simple, tipo B.................................................... 113 

1.3 Diagramas horizontales de la ranura simple, tipo C ................................................... 113 

1.4 Diagramas horizontales de la ranura simple, tipo D ................................................... 114 

1.5 Visualización conjunta de todas las ranuras simples.................................................. 114 

2. Adaptación de antenas ranuradas ................................................................................ 114 

3. El método de las tres antenas....................................................................................... 115 

Servicio ........................................................................................................................................ 116 

1. ¿Se está generando potencia de RF?.............................................................................. 116 

2. ¿Funciona el modulador PIN? .......................................................................................... 116 

3. Controle la polarización cruzada ...................................................................................... 116 

6



Visión general del equipo 

Antenas dipolo 

Antenas Yagi 

Antenas de apertura 

Antenas reflectoras 

Antenas helicoidales 

Red de antenas 

Ganancia y 

adaptación 

737 01 Oscilador Gunn 1 1 1 1 1 1 1 

737 03 Detector coaxial -- -- 1 -- 1 1 1 

737 033 Juntura coaxial -- -- -- -- 1 -- 1 

737 035 Juntura guía de ondas / línea coaxial -- -- 1 -- 1 1 1 

737 05 Modulador PIN (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) 

737 06 Línea unidireccional (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) 

737 085 Dispositivo de bloqueo de CC -- -- -- -- -- -- 1 

737 09 Atenuador variable -- -- -- -- -- -- 1 

737 10 Cursor de cortocircuito -- -- -- -- -- 1 -- 

737 12 Guía de ondas de 200 mm -- -- 1 -- -- -- 1 

737 135 Transformador de 3 tornillos -- -- 1 1 -- 1 1 

737 14 Terminal para guía de ondas -- -- -- -- -- 1 1 

737 15 Soportes para componentes de guías de ondas -- -- 2 -- 1 2 2 

737 18 Acoplador de cruce -- -- -- -- -- -- 1 

737 197 Codo en E -- -- -- -- 1 -- 1 

737 20 Antena de bocina pequeña -- -- 1 -- -- -- -- 

737 21 Antena de bocina grande 1 1 2 1 1 1 1 

737 22 Juego de 4 diafragmas ranurados con soporte -- -- -- -- -- -- 1 

737 27 Accesorios para física de microondas I -- -- (1) -- (1) -- -- 

737 390 Juego de absorbentes para microondas 1 1 1 1 1 1 1 

737 405 Plataforma giratoria para antena 1 1 1 1 1 1 1 

737 412 Juego de antenas dipolo 1 1 -- 1 -- -- -- 

737 420 Reflector de diafragmas ranurados -- -- 1 -- -- -- 1 

737 424 Antena ranurada -- -- -- -- -- 1 -- 

737 427 Antena microstrip -- -- -- -- -- 1 -- 

737 432 Juego de antenas Yagi -- 1 -- 1 -- -- -- 

737 440 Juego de antenas helicoidales -- -- -- -- 1 -- 1 

737 450 Antena parabólica -- -- -- 1 -- -- -- 

301 21 Pie de soporte multifuncional 2 2 4 2 3 4 4 

301 26 Varilla L = 25 cm, D = 10 mm 1 1 1 1 1 1 1 

311 77 Cinta métrica 1 1 1 1 1 1 1 

501 02 Cable BNC, L = 1 m -- -- 1 -- 1 1 1 

568 702 Libro: Tecnología de antenas MTS 7.6 1 1 1 1 1 1 1 

7



648 07 Bandeja de almacenaje S24-FN 1 1 1 1 1 1 1 

648 08 Tabique ZW 24 3 3 3 3 3 3 3 

PC con Windows 95/98/NT o versión superior 1 1 1 1 1 1 1 

8



Símbolos y abreviaturas 

Es posible hallarlos en usos combinados. 

α 

A 

A eff 

AR 

b 

D 

d 0 

D 0 

d Q 

d T 

ε eff 

ε R 

f 

G 0 

h 

H 

k 

λ 0 

λ G 

l 

L L 

L R 

M 

N 

η 

PLF 

P R/T 

q 

r 

R 

R R 

s 

V 

w 

w L 

w R 

x 

Z 0 

Z m 

Z S 

Ángulo de la apertura 

Superficie de apertura geométrica, dimensión transversal de la bocina, ángulo de 

inclinación del polarizador 

Área efectiva 

Relación entre ejes 

Dimensión transversal de la bocina, distancia entre los elementos de la antena dipolo 

Diámetro del reflector, director, diámetro del tubo, diámetro de la hélice, reflexión lateral 

desde la distancia, diámetro del conductor 

Distancia de la ranura 

Directividad 

Dimensión longitudinal o transversal más grande de la antena fuente 

Dimensión longitudinal o transversal más grande de la antena de prueba 

Constante dieléctrica efectiva 

Constante dieléctrica relativa 

Distancia focal 

Ganancia 

Altura de la antena por encima del plano de la mesa, grosor de la capa dieléctrica 

Diagrama direccional para la red de antenas horizontal 

Número de vuelta u onda 

Longitud de onda en el libre espacio 

Longitud de onda en la guía de ondas 

Longitud de dipolo, longitud, longitud de la ranura 

Longitud de la línea 

Longitud del radiador 

Exponente de características 

Número de vueltas 

Rendimiento de la antena 

Atenuación de la polarización 

Potencia de recepción / Potencia de transmisión 

Rendimiento de la apertura 

Eje del radio en diagramas direccionales, distancia entre las antenas fuente y de prueba 

Reflector 

Resistencia de radiación 

Grado de esbeltez 

Diagrama direccional para la red de antenas vertical 

Ancho del hilo conductor o la línea 

Ancho de línea de la línea microstrip 

Ancho del radiador 

Offset de la ranura 

Impedancia característica 

Impedancia característica de la línea microstrip 

Impedancia de ranura 

9



10



1. Estación de medición de antenas 

Notas sobre seguridad 

Debido a la baja potencia del oscilador Gunn (aprox. 10 mW), no hay peligro para los 

experimentadores durante las mediciones con la antena. Sin embargo, si se usaran fuentes de 

alta frecuencia más potentes, se deberán seguir las siguientes normas: 

• Bajo ninguna circunstancia se debe "mirar" directamente “dentro" de la antena 

transmisora mientras esté emitiendo. Esto también rige para los extremos libres de 

guías de ondas y antenas de bocina. 

• Cuando se deban intercambiar componentes de guía de ondas al realizar 

modificaciones en el montaje del experimento, se debe desactivar el suministro de 

tensión del oscilador Gunn. 

Consejos generales para experimentación 

Las antenas sirven para transmitir o recibir ondas electromagnéticas. Para ello, tienen que 

convertir la onda conducida de la línea de alimentación en una onda en el libre espacio. Por lo 

tanto, las antenas son estructuras de transición que conectan líneas de transmisión con el libre 

espacio. Las características de radiación de una antena son particularmente interesantes. 

Pueden variar de manera considerable según el uso que se les dé, para radiodifusión, 

transmisión de microondas o radares. Aquí se explica el uso de la estación de medición de 

antenas junto con la plataforma giratoria para antena (737 405). Para ejemplificar cómo 

registrar un diagrama direccional se usa una antena dipolo λ/2. Se pueden obtener más 

detalles en la hoja de instrucciones 737 405. 

11



Lista de equipos básicos 

La estación de medición incluye los siguientes equipos: 

1 737 01 Oscilador Gunn 

(1) 737 05 Modulador PIN 

(1) 737 06 Línea unidireccional 

1 737 21 Antena de bocina grande 

1 737 390 Juego de absorbentes para microondas 

Plataforma giratoria para antena que incluye: 2 varillas de 345 mm, 

1 737 405 2 cables BNC de l = 2 m, fuente de alimentación enchufable, cable 

RS 232 


1 PC con Windows 95/98/NT o versión superior 

(): Recomendado 

Antena de prueba 

1 737 412 Juego de antenas dipolo 

Montaje general del experimento 

Realice el montaje del experimento como se muestra en la figura. Use las varillas de 345 mm 

provistas con la plataforma giratoria para antena para instalar el transmisor (componentes de 

microondas). Para más detalles, ver la hoja de instrucciones 737 405. Como regla general, la 

distancia r 0 entre la antena transmisora y la de prueba debe cumplir con la condición de campo 

lejano. En el caso de las antenas dipolo, en la mayoría de los casos se cumple con r 0 ≈ 100 cm. 

La función de cálculo de campo lejano que se encuentra en Ajustes A determina, una vez 

ingresada D T , la distancia mínima r 0 para la transición al campo lejano. 

Inserte la antena de prueba (dipolo λ/2) en el orificio central para ejes enchufables de la 

plataforma giratoria para antena de modo que el eje quede alineado con las líneas de 

referencia de la placa giratoria. Utilizando un cable coaxial, conecte el enchufe BNC de salida 

de la antena de prueba al enchufe BNC denominado TEST ANTENNA IN de la placa giratoria. 

Coloque la antena con dirección principal de radiación en la posición 0°. Encienda la plataforma 

giratoria para antena conectando el adaptador de alimentación. La placa giratoria gira a la 

posición inicial -180°. 

Realización de los experimentos 

• Cargar ajustes 

• Si aún no ha seleccionado la plataforma giratoria para antena como dispositivo 

conectado, hágalo ahora. Para ello, conecte la plataforma giratoria para antena a la 

interfaz serie deseada en Ajustes Generales. Luego, guarde esta asignación con 

Guardar nuevos predeterminados. 

• Si fuera necesario, modifique los ajustes de la plataforma giratoria en Ajustes A. Si usa 

la antena dipolo, la corriente de polarización debe estar activada. Si no cuenta con un 

modulador PIN, deberá pasar a modulación Gunn. 

• Inicie la medición con F9 (cronómetro). Después de una breve pausa, la placa giratoria 

comienza a girar en sentido de avance, y así se produce la verdadera medición del 

diagrama direccional. Inmediatamente después de alcanzar el ángulo final establecido, 

la placa giratoria comienza a volver a la posición inicial. 

• En Ajustes A, normalice A(ϑ) mediante Normalizar Nivel de modo que sea 1 en el 

máximo. 

12



Evaluación estándar 

El ejemplo de medición muestra el diagrama 

direccional horizontal de un dipolo λ/2. En 

Ajustes A, el máximo de la curva medida se 

giró a 0°. La curva negra representa la curva 

medida, mientras que el diagrama direccional 

teórico está representado por la curva roja. La 

curva teórica se obtuvo utilizando un ajuste 

libre (ver a continuación). 

Comentarios básicos 

• El eje de simetría de la antena de prueba y el centro de la placa giratoria deben estar 

alineados. Si se ha insertado la antena en el orificio central de la placa giratoria, en 

general se cumple con esta condición. No obstante, hay antenas de prueba cuyo 

montaje se realiza mediante material de soporte. En este caso, se debe alinear 

cuidadosamente la antena en el centro de la placa giratoria para que no se produzcan 

movimientos excéntricos durante el giro (lo cual originaría asimetrías en los diagramas 

direccionales). 

• Si se debe colocar el lóbulo principal de la antena de prueba en 0° en el diagrama 

direccional, la antena de prueba debe estar alineada de modo que la dirección del haz 

principal apunte a 0°. Además, debe estar alineada con la antena transmisora. Eso 

significa que debe mirar con su "lado posterior" hacia la antena fuente excitadora. El 

motivo de este procedimiento reside en la naturaleza del proceso: así, la dirección del 

haz principal se mide en una pasada en lugar de estar dividida en dos mitades. De esta 

manera, las influencias del medio ambiente sobre el sistema tienen menos efecto sobre 

la región importante del lóbulo principal. 

• Según la antena de prueba que se use, la medición se puede hacer a distintos grados 

de resolución angular. En principio, las antenas complicadas con muchos lóbulos o 

lóbulos estrechos se deben medir a una resolución alta. 

• El proceso de medición se puede observar simultáneamente en los instrumentos de 

medición (por ej., el ángulo ϑ, la tensión U y el nivel a), que se pueden insertar/ocultar, y 

también en la representación gráfica. En la representación, el diagrama direccional se 

construye paso a paso (coordenadas Cartesianas o diagrama polar con ejes a libre 

elección). Con el botón izquierdo del mouse se puede desplazar la escala y con el botón 

derecho se la puede modificar. 

• No se puede medir directamente la verdadera señal A de antena del detector. Sólo se 

puede medir la caída de tensión U generada por la corriente del detector en el 

amplificador de medición. En general, U no es proporcional a A, sino que: 

m 

U ≈ A 

El exponente m describe la característica del detector. Si se normalizara la señal de 

antena A(ϑ) mediante Normalizar Nivel en Ajustes A de modo que sea 1 en el máximo, 

tenemos: 

1 

m 

⎛ U ⎞ 

A = ⎜ 

U 

⎟ a = 20 ⋅ log( A ) 

⎝ max ⎠ 

13



donde U max es la tensión máxima U medida. El exponente m depende de la potencia de 

las microondas entrantes. En el rango de baja potencia es m = 2, es decir: 

2 

U ≈ A 

La experiencia ha demostrado que el comportamiento supuesto de la ley del cuadrado 

(= cuadrática) solo se aplica a muy bajas potencias de microondas o tensiones de 

recepción U < 5 mV. No obstante, el sistema de medición de antena permite incluir otras 

características del detector. Específicamente hablando, se debe verificar la 

característica seleccionada. Para ello se requiere un atenuador variable (737 09) que 

permite que la señal de la antena que se encuentra delante del detector se atenúe de 

forma bien definida. 

Otras definiciones 

Diagramas horizontal y vertical 

Los diagramas direccionales se pueden medir en modo horizontal o vertical. En general, modo 

horizontal significa rotar la antena de prueba sobre el Plano E (excepción: la antena ranurada). 

Modo vertical significa rotar la antena de prueba sobre el Plano H (excepción: la antena 

ranurada). Por razones de simplicidad, en los siguientes experimentos nos referiremos a 

“diagrama horizontal” y diagrama vertical” en lugar de la descripción mas precisa de plano E y 

plano H. 

Condición de campo lejano 

En general, la distancia entre la antena fuente y la antena de prueba debe cumplir con la 

condición de campo lejano. En consecuencia, se debe mantener una distancia de campo lejano 

de r o . 

2 ( + ) 

2 

d Q 

d T 

r0 

≥ 

λ0 

Donde se aplica lo siguiente: 

d Q y d T - dimensiones más grandes (en dirección transversal o longitudinal) de la antena 

r 0 

la distancia entre ellas y 

la longitud de onda de la onda emitida. 

λ 0 

Eficacia direccional 

La eficacia direccional (front-to-back ratio) describe la relación entre el sentido de emisión (o 

recepción) y el opuesto de la potencia recibida. Esto se mide en valores absolutos o en la 

escala de decibeles logarítmica. En el caso de A(ϑ), ó a(ϑ), la escala se normaliza al máximo 

del lóbulo principal de radiación en el sentido directo. Por lo tanto, esto corresponde a A = 1,00 

o a = 0 dB. De esta manera, la eficacia direccional se puede leer directamente del diagrama 

direccional. Su magnitud corresponde a -a(ϑ = 180°) o al valor inverso de A(ϑ = 180°). Esto 

significa que la medición se realiza en sentido opuesto al valor máximo del lóbulo principal. 

Directividad 

La directividad D 0 es la relación entre la intensidad de radiación máxima y media de la antena. 

La directividad se mide como el ancho a 3 dB. Al usar Cassy-Lab conviene convertir la 

representación polar del diagrama direccional a la representación Cartesiana a(ϑ). Inserte una 

línea horizontal y colóquela en el nivel – 3 dB. Inserte dos líneas verticales en los puntos de 

intersección de esta línea de referencia con el diagrama direccional. La diferencia angular debe 

ser igual al ancho a 3 dB. 

Ganancia 

La ganancia G 0 está dada por la relación entre la intensidad de radiación máxima de la antena 

de prueba y la intensidad de radiación máxima de una antena de referencia de igual potencia (a 

14



menudo se utilizan antenas isotrópicas). En una antena ideal, en la cual el rendimiento es η = 

100%, la ganancia y la directividad son iguales. 

15



Fórmulas de los diagramas direccionales 

Los resultados de las mediciones se pueden comparar con diagramas direccionales teóricos 

cuando se cuenta con una formula adecuada o cuando se la puede obtener. Las fórmulas se 

pueden usar de distintas maneras: 

• Se puede definir la fórmula como una nueva magnitud. Luego se deben ingresar 

explícitamente todos los parámetros de la fórmula. 

• Se puede ingresar la formula para realizar un libre ajuste. En este caso, varían 

automáticamente hasta 4 parámetros de la fórmula para obtener la mejor concordancia 

entre los resultados de la medición y la fórmula. En el caso de las mediciones de 

antenas, el método es muy elegante y se explica brevemente en los párrafos siguientes. 

Libre ajuste para diagramas direccionales 

Una vez realizada la medición con la plataforma giratoria para antena, para realizar un Libre 

ajuste se deben seguir los siguientes pasos: 

• Seleccione la representación Cartesiana (haga clic con el botón derecho del mouse 

sobre el diagrama y seleccione Cambiar Asignación de Ejes y desactive la opción Polar 

que se encuentra debajo del eje X). 

• Seleccione Libre Ajuste (haga clic con el botón derecho del mouse sobre el diagrama y 

seleccione Efectuar Ajustes y luego Libre Ajuste). 

• Ingrese la fórmula en el campo de entrada, selecciónela de la lista, o cópiela desde el 

portapapeles (utilizando copiar y pegar, por ej., los ejemplos siguientes). 

• Después de estimar valores iniciales razonables para A, B, C y D (ver ejemplos a 

continuación), ingréselos. 

• Marque el resultado como canal (parámetro) nuevo. Esto genera una nueva columna en 

la tabla cuando se realiza la evaluación con los valores calculados del diagrama 

direccional teórico. 

• Seleccione Marcado del rango, y marque toda la curva de medición con el botón 

izquierdo del mouse. Luego se realiza el ajuste y se muestra la mejor aproximación de 

la fórmula que se encontró durante el procedimiento de ajuste. 

• Seleccione la representación polar (haga clic con el botón derecho del mouse sobre el 

diagrama y seleccione Cambiar Asignación de Ejes y active nuevamente la opción Polar 

que se encuentra debajo del eje X). 

16



Serie de fórmulas 

Las siguientes fórmulas se pueden simplemente seleccionar con el cursor y copiar en el campo 

de entrada. 

1. Dipolos técnicos 

⎛π 

⋅l ⎞ 

⎛ π ⋅ ⎞ 

cos 

⎜ el 

l 

sin( ϑ ϑ0 

) cos 

λ 

⎟ + − 

⎜ el 

0 

λ 

⎟ 

⎝ ⎠ 

⎝ 0 

A ⋅ 

⎠ 

cos 

( ϑ + ϑ ) 

0 

La fórmula describe la dependencia del diagrama direccional respecto al ángulo polar en el 

caso de las antenas dipolo para las cuales se supone una distribución sinusoidal de las 

corrientes en los conductores de la antena. No se tienen en cuenta las distorsiones por 

desplazamiento de la corriente, que se deben a un factor de reducción bajo (espesor finito de 

los conductores de la antena). 

ϑ 

ϑ 0 

l el 

λ 0 

ángulo polar 

desalineación angular 

longitud eléctrica del dipolo (no se considera el acortamiento) 

longitud de onda en el libre espacio 

Fórmula a copiar: A*abs((cos(180*B/32*sin(x+D))-cos(180*B/32))/cos(x+D)) 

x 

ángulo polar ϑ 

32 longitud de onda en el libre espacio en mm (λ 0 = 32 mm para 9,40 GHz). 

A partir de los valores medidos, el programa obtiene valores óptimos para: 

A 

B 

D 

ajuste de la amplitud 

longitud eléctrica l el 

desalineación angular ϑ 0 (desviación de la antena de la dirección de referencia) 

Valores iniciales para los parámetros A, B y D 

Antena A B/mm D/grados 

Dipolo λ/2 1 16 0 

Dipolo λ 1 32 0 

Dipolo 3λ/2 1 48 0 

Dipolo 2λ 1 64 0 

Dipolo 4λ 1 128 0 

17



2. Antenas Yagi con un elemento parásito 

• Yagi-R: dipolo y 1 reflector 

• Yagi-D: dipolo y 1 director 

Ambos casos se describen de manera aproximada en el diagrama direccional de una lámina 

conductora (reflector): 

A 

cos 

⎛π 

π ⋅a 

0 ⎜ cos 

⎝ 2 λ0 

( ϑ + ϑ ) ⋅ cos⎜ 

+ ⋅ ( ϑ + ϑ ) ⎟ ⋅ 

0 

A ajuste de la amplitud 

a distancia entre el dipolo y el reflector 

ϑ ángulo polar 

λ 0 


⎞ 

⎠ 

Fórmula a copiar: A*abs(cos(x+B))*abs(cos(C+D*cos(x+B))) 

El factor A*cos(x+B) corresponde al diagrama direccional de un dipolo hertziano. Esta antena 

transmisora ideal es tan corta en comparación con la longitud de onda, que se puede suponer 

que la distribución de la corriente en ella es constante. El factor abs(cos(C+D*cos(x+B))) 

describe el efecto del elemento parásito (reflector o director). 

x 


Valores iniciales 

A = 1 ajuste de la amplitud 

B = 0 desalineación angular ϑ 0 , desviación de la antena de la dirección de referencia 

C = 90 fase 

D = 60 factor que depende de la construcción, considera la relación a/λ 0 

18



3. Antenas Yagi con varios elementos parásito 

Estos casos se describen de manera aproximada en el diagrama direccional de un solo dipolo y 

los llamados factores de red (o factores de array) (en este caso: factor de red horizontal): 

A ⋅ cos 

( ϑ) 

⎛ ⎛ β 

⎜ 

0 π ⋅ a 

cos 

n 

⎜ + ⋅cos 

⎝ ⎝ 2 λ0 

⋅ 

⎛ β 

0 π ⋅ a 

cos 

⎜ + ⋅cos 

⎝ 2 λ0 

( ϑ) 

( ϑ) ⎟ ⎞⎞ 

⎟ 

⎟ 

⎠⎠ 

⎞ 

⎠ 


n cantidad de elementos Yagi, incluido el dipolo 

a distancia promedio ente los elementos parásito (directores, reflector) 

β 0 

ϑ 

λ 0 

ángulo de fase 

ángulo polar 


Fórmula a copiar: A*abs(cos(x))*abs(cos(B*(C+D*cos(x)))/cos(C+D*cos(x))) 

x 



A = 0,4 ajuste de la amplitud 

B = 3 (6) cantidad n de elementos transmisores, incluido el dipolo (seleccionar 

constante) 

C = -60 (-20) ángulo de fase β 0 

D = 50 (36) factor que depende de la construcción, considera la relación a/λ 0 

19



4. Antena ranurada 

El diagrama direccional horizontal de una antena ranurada contiene los factores D*H*R: 

A 

( ϑ + ϑ ) 

⎛ n∗π 

∗b 

⎞ 

sin 

⎜ ∗cos( ϑ + ϑ ) 

⎟ 

0 

⎝ λ0 

⎠ ⎧π 

0 

∗ 

∗ 2∗cos⎨ 

∗ sin 

⎛π 

∗b 

⎞ ⎩ 4 

sin 

⎜ ∗cos( ϑ + ϑ ) 

⎟ 

0 

⎝ λ 

0 

⎠ 

( −1+ 

( ϑ + ϑ )) ⎬ ⎫ 

⎭ 

∗ sin 

0 

( ϑ + ) 

A ∗ sin ϑ 0 

D: diagrama direccional del elemento transmisor individual 

⎛ n ∗π 

∗b 

sin 

⎜ ∗cos 

⎝ λ0 

⎛π 

∗b 

sin 

⎜ ∗cos 

⎝ λ 

0 

⎞ 

⎟ 

0 

⎠ 

⎞ 

( ϑ + ϑ ) 

( ϑ + ϑ ) ⎟ 0 

⎠ 

H: factor de red horizontal 

⎧π 

⎫ 

2∗cos⎨ 

∗( 

−1+ 

sin( ϑ + ϑ0 

)) ⎬ R: factor del reflector 

⎩ 4 

⎭ 


n cantidad de ranuras transmisoras 

b separación de las ranuras (la mitad de la longitud de onda guiada λ G /2) 

ϑ ángulo polar 

ϑ 0 

λ 0 

desplazamiento angular 


Fórmula a copiar: A*abs(sin(x+B))*abs((sin(D*180*C/32*cos(x+B))/sin(180*C/32*cos(x+B)))* 

cos(45*(-1+sin(x+B)))) 

x 



A = 1 ajuste de la amplitud 

B = 0 ajuste del ángulo ϑ 0 

C = 23 distancia b entre las ranuras 

D = 7 cantidad n de ranuras (seleccionar constante) 

20

T 7.6.1 

Antenas de hilo y de apertura 

21



Antenas dipolo 

Conceptos básicos 

La antena dipolo es una de las formas de antena más antiguas y simples. Se usa para 

frecuencias de microondas e incluso hasta el rango de onda larga. Las propiedades de 

radiación dependen de la relación I/h (longitud de dipolo/longitud de onda). Normalmente, la 

longitud de la antena se encuentra entre 1/3 λ y 5/4 λ y raras veces supera los 2λ. Dado que los 

experimentos con antenas de LD se realizan en la banda X (f = 9,40 GHz, λ 0 = 32 mm), aún los 

dipolos largos con l = 4λ tienen dimensiones pequeñas adecuadas para el trabajo en el 

laboratorio. Los dipolos constan de dos segmentos lineales de hilo de igual longitud, cuyos ejes 

son colineales. La distancia entre los hilos (2δ) se supone infinitamente pequeña y el centro de 

la antena se encuentra ubicado en el origen del sistema de coordenadas, por donde pasan los 

hilos del dipolo (conductores) a lo largo del eje Z, (Fig. 1). 

Fig. 1: Dipolo elemental y vectores de campo de una 

onda emitida 

En teoría, la longitud y el diámetro de hilo de un dipolo podrían tener casi cualquier valor. Por lo 

tanto, con frecuencia se discute sobre el modelo de un dipolo infinitamente corto (dipolo 

hertziano). Los dipolos poseen una directividad distintiva. Emiten o reciben ondas polarizadas 

en forma lineal. El vector de polarización evidentemente corre paralelo al eje del dipolo (eje Z). 

Las propiedades de radiación de un dipolo dependen de la distribución de corriente en la 

antena. La directividad de la antena dipolo se puede calcular matemáticamente en base a los 

siguientes supuestos (ideales): 

1. el dipolo es infinitamente estrecho (d < < λ 0 ) 

2. sus hilos son conductores ideales (σ = ∞) y 

3. la distribución de la corriente fluye en forma sinusoidal a lo largo de los conductores. 

A partir de esto se puede obtener la ecuación para el diagrama direccional de las antenas 

dipolo ideales en el campo lejano. 

( kh⋅cosϑ) ⋅cos( ) 

60I 

0 

cos 

kh 

E = 

r sinϑ 

donde: 

k = 2π/λ 0 

I 0 = corriente máxima que circula por la antena 

r = distancia desde la antena 

En la Fig. 2 se muestran los diagramas direccionales típicos de antenas dipolo de diversas 

longitudes. En muchos libros de texto sobre antenas se usa la ecuación (2). No obstante, 

pueden surgir errores debido a que se desprecian las aproximaciones. 

22



Fig. 2: Características de corriente y diagramas 

direccionales verticales de dipolos lineales suponiendo 

una distribución sinusoidal de la corriente. 

a: dipolo λ/2 

b: dipolo λ 

c: dipolo 2λ 

d: dipolo 6λ 

Los conductores de una antena real no son ideales. Esto hace que la distribución de corriente a 

lo largo de los conductores de la antena sea no sinusoidal. Los diagramas direccionales de las 

antenas ideales y reales también difieren a causa de las distintas distribuciones de corriente en 

los hilos. Por razones mecánicas, los hilos de una antena real deben tener una cierta 

resistencia mecánica. Si necesitáramos un dipolo de banda ancha, el diámetro del hilo también 

debiera ser mayor. Ambos requisitos reducen la esbeltez de las antenas técnicas. El grado de 

esbeltez está dado por la relación: 

s = 

l 

d 

Aquí se aplica lo siguiente: 

I = 2h = longitud de dipolo (longitud del conductor) 

d = diámetro (resistencia mecánica) del conductor (hilo) 

Un cambio en el grosor produce un cambio en la distribución de corriente de la antena. Por lo 

tanto, el grosor del conductor también afecta a las propiedades de radiación de una antena 

dipolo. Las desviaciones aumentan a medida que aumenta el grosor del hilo (Fig. 3). 

Fig. 3: Diagramas verticales de dipolos de diversas 

longitudes y grados de esbeltez 

a: S = ∞ = (dipolo estrecho idealizado) 

b: S = 20 (dipolo existente real) 

Obviamente, el modelo anterior de dipolo se ha simplificado demasiado para la práctica real. El 

modelo clásico de dipolo está viciado por el supuesto de la distribución sinusoidal de la 

corriente, que no existe en las antenas reales. Aviso: las antenas gruesas suprimen algunos de 

los lóbulos nulos y menores. Las antenas deben estar adaptadas ya sea a un oscilador de 

alimentación o a la carga de un receptor. Por este motivo es importante conocer la impedancia 

en la base de la antena. La impedancia de entrada de un dipolo infinitamente estrecho (s = I/d 

= ∞), que tiene una longitud exacta de λ/2, es una impedancia compleja con Z in = (73-j42)Ω. La 

componente imaginaria de la impedancia de entrada del dipolo se puede eliminar 

seleccionando una longitud algo más corta que λ/2. Entonces, el dipolo funciona en el primer 

modo de resonancia, a través del cual la impedancia de entrada se torna real Z in = R in . Se 

aplican las siguientes ecuaciones empíricas para un dipolo λ/2: 

λ0 

s 

l ≈ ⋅ 

R in = 67 Ω 

2 s + 1 

El ancho de banda de la frecuencia de un dipolo depende de la esbeltez, según lo cual los 

dipolos más anchos son de banda ancha. 

23



Equipos y accesorios necesarios 






1 737 405 Plataforma giratoria para antena 


1 568 702 Libro: Tecnología de antenas 

2 301 21 Pie de soporte multifuncional 

1 311 77 Cinta métrica 


Montaje del experimento 

La Fig. 9 y la Fig. 10 ilustran los montajes de experimentación típicos para la excitación con 

una onda polarizada horizontal o verticalmente. 

Fig. 9: Montaje del experimento de excitación con ondas 

polarizadas horizontalmente (plano E). 

Fig. 10: Montaje del experimento de excitación con ondas 

polarizadas verticalmente (plano H). El giro de la 

antena de prueba se produce en el plano H del 

campo de excitación fuente. 

Procedimiento del experimento 

1. Diagramas horizontales del dipolo λ/2 

• Arme el montaje de experimentación como se especifica en la Fig. 9. El dipolo λ/2 será 

la configuración básica de la antena dipolo, es decir sin prolongación. 

• Conecte la varilla del dipolo (que contiene el dipolo y el diodo detector), con el soporte 

provisto. Inserte el soporte en el orificio de montaje central para varillas de la plataforma 

giratoria para antena de modo que el eje quede alineado con las líneas de referencia de 

la base giratoria. 

• Conecte el enchufe del cable de salida de la antena al enchufe BNC de entrada de la 

base giratoria. 

• Registre el diagrama direccional con los siguientes ajustes: 

Gama desde: -180° hasta: +180° 

Paso angular: 1° 

24



Corriente de polarización: activada 

Característica del detector: Cuadrática, m = 2 

Representación gráfica: A(ϑ) y a(ϑ), respectivamente 

• Inserte el gráfico teórico. Para ello, vea el capítulo Fórmulas de los diagramas 

direccionales. 

• Cambie a coordenadas Cartesianas y determine el ancho a 3 dB utilizando el cursor 

gráfico. El ancho a 3 dB caracteriza las posiciones angulares del lóbulo de radiación 

principal donde la potencia ha disminuido unos -3 dB. En una representación lineal, esto 

corresponde a 0,707 del valor máximo. Inserte los valores en la pantalla. 

• Analice los resultados. 

2. Diagramas horizontales del dipolo λ 

• Coloque la prolongación para el dipolo λ en los dos extremos del dipolo. No altere la 

alineación del montaje de experimentación. 

• El procedimiento del experimento corresponde al indicado en el punto 1. 

• Comience la medición. 

Evalúe gráficamente los datos de medición registrados. Con el cursor gráfico, determine 

el ancho a 3 dB de los dos lóbulos del dipolo. 

3. Diagramas horizontales del dipolo 3λ/2 

• Coloque con cuidado la prolongación para el dipolo 3λ/2 en los dos extremos del dipolo. 

• Proceda con las instrucciones indicadas en el punto 1. 

4. Diagramas horizontales del dipolo 2λ 

• Coloque con cuidado la prolongación para el dipolo 2λ en los dos extremos del dipolo. 



• Coloque con cuidado la prolongación para el dipolo 4λ en los extremos del dipolo. 


25



6. Atenuación de ondas polarizadas cruzadas 

• Por atenuación de la polarización cruzada nos referimos a la relación de las señales 

entrantes copolarizadas con las señales entrantes polarizadas de manera cruzada, es 

decir, la relación de los componentes que se encuentran en posición perpendicular 

respecto el uno del otro. 

• Aquí, el dipolo λ/2 actúa como objeto de experimentación. Por lo tanto, con cuidado 

retire todas las prolongaciones de la antena dipolo. 

• Coloque la antena acoplada a la plataforma giratoria en la posición angular de 0°. En 

este momento debería aparecer una señal entrante máxima en el medidor de nivel 

a/dB. Deje la antena de prueba en esta posición sin modificarla. 

• Cambie la polarización del campo de excitación girando 90° el circuito de guía de ondas 

del transmisor sobre su eje. ¡No modifique la posición ni la orientación del transmisor! 

Ahora la antena de bocina emite una onda polarizada de manera vertical. La señal que 

reciba ahora la antena de prueba debe ser mínima (ver el medidor de nivel a/dB). 

• Lea la señal entrante en el medidor de nivel a/dB. 

• La diferencia en dB entre la medición copolarizada y la polarizada en forma cruzada 

será la atenuación de las ondas de polarización cruzada. 

7. Diagramas verticales del dipolo λ/2 

• La antena dipolo λ/2 actúa como objeto de experimentación. Determine el diagrama 

direccional en el plano H. Por lo tanto, deberá usar el montaje de experimentación que 

se indica en la Fig. 10. 

• Conecte la varilla de la antena (que contiene el dipolo y el diodo detector) con el brazo 

para diagramas verticales (componentes del Nº de Cat. 737 412). Coloque la antena de 

prueba modificada sobre la plataforma giratoria para antena. Alinee la antena de prueba 

de modo que quede orientada sobre el centro de la plataforma. 

• Para excitar la antena de prueba, utilice el transmisor en la configuración con giro del 

experimento 6. 


26



Resultados 

1. Diagramas horizontales del dipolo λ/2 

Plano E 

Coordenadas polares 

Representación lineal: A(ϑ) 

Negro: medición 

Rojo: Aproximación mediante mejor ajuste 

Plano E 


Representación logarítmica: a(ϑ) 



Plano E 

Coordenadas cartesianas 



Plano E 



Ancho a 3 dB: 360° - 275° = 85 °(Teoría: 78°) 

El diagrama direccional de un dipolo λ/2 en el plano E en la representación polar presenta la 

forma de un ocho simétrico uniforme. Si se pusiera a prueba el dipolo en un campo no 

homogéneo, el diagrama direccional registrado se desviaría (forma asimétrica) de la forma 

teórica. Los campos no homogéneos en el área de una antena de prueba son originados por 

ondas estacionarias. Éstas se forman por la superposición de ondas progresivas y reflexivas, 

que llegan de distintas direcciones. Pueden presentarse de manera longitudinal o lateral a la 

trayectoria de medición. La asimetría del diagrama direccional aumenta aún más si la antena 

de prueba realiza movimientos excéntricos. Este tipo de distorsión se puede observar 

particularmente en el caso de las antenas pequeñas como la dipolo λ/2. 

27




Antena de prueba: Dipolo λ/2 Comentarios 

r o : 1000 mm Distancia media medida entre la antena fuente y la de 

prueba 

λ 0 : 32 mm Longitud de onda de la onda emitida 

d Q 100 mm Mayor medición transversal de la bocina mientras está 

emitiendo 

d T 15 mm Prolongación del dipolo λ/2 

( + ) 

0 

2 

2 d Q 

d T 

r0 

≥ r 0 > 827mm Se cumple con la condición de campo lejano. 

λ 

2. Diagramas horizontales del dipolo λ 

Plano E 





Plano E 



Ancho a 3 dB: 360° -305° = 55 ° (Teoría: 47°) 

3. Diagramas horizontales del dipolo 3/2λ 

Plano E 





Plano E 



Ancho a 3 dB: 35 ° 

28




Plano E 





Plano E 



Ancho a 3 dB: 38,5 °(lóbulo principal) 


Plano E 





Plano E 



Ancho a 3 dB: 27,5 °(lóbulo principal) 

29



6. Atenuación de ondas de polarización cruzada (PLF) 

a/dB 

Copolarización a 1 = 

Polarización cruzada a 2 = 

PLF a 1 -a 2 = 30 

7. Diagramas verticales del dipolo λ/2 

Plano H 





Plano H 



Valor medio: -2,8 dB 

El brazo para el diagrama vertical produce reflexiones no deseadas. Éstas son responsables de 

las fluctuaciones periódicas dentro del diagrama direccional vertical del dipolo λ/2. 

30



31


Antenas Yagi 



La antena Yagi representa una forma de antena de elementos múltiples. Se usa un único 

elemento activo para la alimentación: el dipolo. Todos los demás elementos son acoplados por 

radiación o son parásitos. Por lo tanto, no requieren líneas de alimentación o elementos de 

adaptación. Acoplamiento por radiación significa que los elementos parásitos solo se excitan a 

través del campo electromagnético del dipolo. Los elementos parásitos influyen tanto sobre la 

impedancia de entrada del elemento activo - el dipolo - como sobre el diagrama direccional de 

todo el sistema de antena. Seleccionando las dimensiones adecuadas para los elementos 

parásitos se puede dar forma al diagrama direccional de la antena (ver la Fig. 1). Detrás del 

dipolo tenemos un elemento apenas más largo, que refleja la potencia emitida desde el dipolo 

en la dirección del lóbulo principal. En analogía con la ciencia de la Óptica, a esto se lo 

denomina reflector. El director es, en comparación con el dipolo, un elemento parásito más 

corto que concentra la energía emitida en la dirección del lóbulo principal. Su homólogo en 

Óptica es la lente de enfoque. 

Fig. 1: Diagrama direccional de una 

antena de 2 elementos en el plano H 

y el plano E. 

El sistema de antena consiste en un 

elemento alimentado en forma activa 

(DIP) y un elemento pasivo (parásito) 

(P). 

l DIP = Longitud del elemento activo 

seleccionado de forma que la 

impedancia de entrada sea real (I DIP 

= h) 

I P = Longitud del elemento pasivo 

b = Distancia entre los elementos 

b = 0,04 h 

a) l DIP = I P 

b) I p = (1 + 0,05) l DIP - El elemento 

pasivo actúa como reflector. 

b) I p = (1 - 0,05) l DIP - El elemento 

pasivo actúa como director. 

Las propiedades direccionales de la antena Yagi simple que se muestra en la Fig. 1, se pueden 

mejorar combinando los dos elementos pasivos R y D. De este modo, obtenemos un sistema 

con un reflector detrás del dipolo y un director delante de éste (ver Fig. 2). 

32



Fig. 2: Antena Yagi de tres elementos y su analogía óptica 

1: Reflector 

2: Radiador (dipolo) 

3: Director 

4: Espejo 

5: Fuente 

6: Lente 

Una vez adecuadamente seleccionadas la longitud de los elementos parásitos y las distancias 

entre ellos, se puede alterar la forma del diagrama direccional, de esta manera se optimiza, por 

ejemplo, la ganancia o la eficacia direccional de la antena. Las posibilidades de optimizar 

aumentan a medida que aumenta la cantidad de reflectores, y en particular, la cantidad de 

directores. Un mayor número de directores produce un mayor aplanamiento de los frentes de 

onda en la dirección del lóbulo principal. La Fig. 3 muestra este fenómeno. Ya en el dipolo, los 

frentes de onda siguen siendo extremadamente curvos. En los directores externos, las ondas 

casi han alcanzado la transición a una onda plana y, de esta manera, se obtiene un haz más 

enfocado a distancias mayores, sin que se debilite por dispersión. Por lo tanto, una mayor 

cantidad de directores ofrece un significativo incremento en la ganancia de la antena. Por otro 

lado, aumentar la cantidad de reflectores detrás del radiador sólo contribuye a un leve aumento 

de la directividad de la antena Yagi. 

Fig. 3: Representación visual del 

principio de la antena Yagi 

1: Reflector 

2: Dipolo 

3: Serie de directores 

4: Frente de onda aplanado después 

de pasar por la estructura Yagi 

c: Velocidad de la luz 

v: Velocidad de fase de la onda 

retardada por los directores (v < c) 

La antena Yagi emite o recibe ondas polarizadas de manera lineal, donde el vector de 

polarización corre paralelo al eje del dipolo (eje Y). Las propiedades de radiación, así como la 

impedancia de entrada, dependen de la distribución de corriente en todos los elementos de la 

antena, incluidos los elementos parásitos. La impedancia de entrada de una antena Yagi difiere 

considerablemente de la de su elemento fundamental activo - el dipolo. Ésta es provocada por 

la interacción de los radiadores adicionales. Además, la impedancia de entrada en general es 

un número complejo. La respuesta en frecuencia depende de la geometría de la antena en una 

manera difícil de explicar. La impedancia de entrada es más baja en comparación con la del 

dipolo solo. Por lo tanto, para facilitar la adaptación, en una antena Yagi en la práctica se 

reemplaza el dipolo individual por un dipolo plegado. Es normal encontrar dipolos plegados de 

2 elementos, o en general, de n elementos (ver Fig. 5). La impedancia de entrada será 

entonces n 2 veces mayor que en el caso de un dipolo de una sola varilla, siempre y cuando los 

dipolos estén aislados y tengan (λ/2) de longitud. 

33



Fig. 5: Dipolo plegado 

a: dipolo plegado de 2 elementos con igual diámetro del 

conductor: d 1 = d 2 

b: dipolo plegado de 2 elementos con distintos diámetros 

de conductor: d 1 > d 2 

c: dipolo plegado de 3 elementos con distintos diámetros 

de conductor: d 1 = d 3











1 737 432 Juego de antenas Yagi 






En la Fig. 6 se muestra un típico montaje de experimentación con una excitación producida con 

ondas polarizadas de manera horizontal. Para obtener ondas polarizadas en forma vertical, gire 

el transmisor 90°. 

Fig. 6: Montaje del experimento de excitación con ondas polarizadas horizontalmente. La antena de prueba gira 

sobre el plano E de la antena fuente. 


La influencia de los elementos parásitos de la antena Yagi (reflector y directores) sobre los 

diagramas direccionales se determina de manera experimental. 

1. Diagramas horizontales de la antena Yagi-R 

• Como objeto de experimentación se utiliza una antena Yagi de 2 elementos compuesta 

por un dipolo λ/2 y un reflector R . 

• Inserte con cuidado el soporte con el reflector en la varilla del dipolo. Al mismo tiempo, 

tenga la precaución de no girar la varilla de la antena en el orificio de montaje central de 

la plataforma giratoria. En la posición inicial de la plataforma giratoria, el reflector debe 

apuntar hacia la antena fuente. 




35






• Inserte el gráfico teórico. Para ello, vea el capítulo Fórmulas de los diagramas 

direccionales. 

• Cambie a coordenadas Cartesianas y determine el ancho a 3 dB. 

• Además, cargue el archivo del dipolo λ/2. Compare los diagramas direccionales. 

• Guarde la medición, por ej. con el nombre Yagi-R.lab 

• Determine la eficacia direccional de la antena Yagi-R. Para ello, coloque el cursor en el 

máximo del lóbulo trasero, el opuesto al máximo del lóbulo principal. También se deben 

ingresar los valores en la tabla 1. 

• Visualice conjuntamente los diagramas direccionales del dipolo λ/2 y la antena Yagi-R 

en la pantalla. Compare entre sí los diagramas direccionales visualizados y extraiga 

conclusiones respecto de los efectos del reflector. ¿Se cumple con la condición de 

campo lejano en la antena Yagi-R? 

2. Diagramas horizontales de la antena Yagi-D 

• Como objeto de experimentación se utiliza una antena Yagi de 2 elementos que consta 

de un director D y un dipolo λ/2 . 

• Inserte con cuidado el soporte con el director en la varilla del dipolo. Tenga la 

precaución de no girar la varilla del dipolo en el orificio de montaje central de la 

plataforma giratoria. En la posición inicial de la plataforma giratoria, el director debe 

apuntar en dirección opuesta a la antena fuente. 

• Repita la medición que se describe en el punto 1. 

• Guarde la medición, por ej. con el nombre Yagi-D.lab 

• Visualice conjuntamente los diagramas direccionales del dipolo λ/2 y la antena Yagi-D 


conclusiones respecto de los efectos del reflector sobre el diagrama direccional. 

3. Diagramas horizontales de la antena Yagi-DR 

• Como objeto de experimentación se usa una antena Yagi de 3 elementos compuesta 

por un director D, un dipolo λ/2 y un reflector R. 

• Inserte con cuidado el soporte con el director y el reflector en la varilla de la antena. 

• Repita la medición descrita en el punto 1. 

• Guarde la medición, por ej. con el nombre Yagi-DR.lab 

• Visualice conjuntamente los diagramas direccionales del dipolo λ/2 y la antena Yagi-DR 


conclusiones respecto de los efectos del director y el reflector sobre el diagrama 

direccional. 

4. Diagramas horizontales de la antena Yagi-4DR 

• Como objeto de experimentación se utiliza una antena Yagi de 6 elementos que consta 

de 4 directores de igual longitud 4D, un dipolo λ/2 y un reflector R . 

• Inserte con cuidado el soporte con los 3 directores y un reflector en la varilla de la 

antena. En la posición inicial de la plataforma giratoria, los directores deben apuntar en 

dirección opuesta a la antena fuente, mientras que el reflector debe estar alineado hacia 

la antena fuente. 

• ¿Se cumple con la condición de campo lejano? 

• Repita la medición descrita en el punto 1. 

• Guarde la medición, por ej. con el nombre Yagi-4DR.lab 

• Visualice conjuntamente los diagramas direccionales del dipolo λ/2 y la antena Yagi- 

4DR en la pantalla. Compare entre sí los diagramas direccionales visualizados y 

extraiga conclusiones respecto de los efectos de los 4 directores y el reflector sobre el 

diagrama direccional. 

36



• Analice los resultados de la medición. 

37



Antena 

Yagi-R 

Yagi-D 

Yagi-DR 

Yagi-4DR 

Ancho a 3 dB / 

grados 

Eficacia direccional / 

dB 

Variante 

Mida los diagramas direccionales verticales de la antena Yagi. 

38



Resultados 

1. Diagramas horizontales de la antena Yagi-R 

Plano E 





Plano E 



Plano E 





Plano E 



Ancho a 3 dB: 72° 

Visualización conjunta de los diagramas direccionales de un dipolo λ/2 y una antena Yagi-R. 

Observación 

Al utilizar un reflector detrás del dipolo, la eficacia 

direccional aumenta considerablemente. No obstante, la 

forma del lóbulo principal permanece prácticamente 

inalterada; se torna algo más estrecha, ver también la tabla 

1. 

Plano E 



Negro: dipolo λ/2 

Rojo: Yagi-R 

39



2. Diagramas horizontales de la antena Yagi-D 

Plano E 





Plano E 



Plano E 





Plano E 




Visualización conjunta de los diagramas direccionales de un dipolo λ/2 y una antena Yagi-D. 

Observación 

Al utilizar un único director delante del dipolo, la eficacia 

direccional aumenta considerablemente. No obstante, la 

forma del lóbulo principal permanece prácticamente sin 

cambios; se torna algo más estrecha, ver también la tabla 

1. El efecto corresponde aproximadamente al que produce 

el reflector. 

Plano E 




Rojo: Yagi-D 

40



3. Diagramas horizontales de la antena Yagi-DR 

Plano E 





Plano E 



Plano E 





Plano E 




Visualización conjunta de los diagramas direccionales de un dipolo λ/2 y una antena Yagi-DR. 

Observación 

Al utilizar en forma conjunta un director individual y un 

reflector, la eficacia direccional mejora considerablemente 

en comparación con el dipolo. La forma del lóbulo principal 

permanece prácticamente sin cambios, casi como en los 

experimentos realizados con las antenas Yagi-R o Yagi-D. 

Se torna algo más angosta, ver también la tabla 1. 

Plano E 




Rojo: Yagi-DR 

41



4. Diagramas horizontales de la antena Yagi-4DR 

Plano E 





Plano E 



Plano E 





Plano E 




Visualización conjunta de los diagramas direccionales de un dipolo λ/2 y una antena Yagi-4DR. 

Observación 

Si se aumenta la cantidad de directores a 4 y se utiliza un 

reflector, se obtiene una antena Yagi de 6 elementos. La 

eficacia direccional aumenta considerablemente en 

comparación con la antena de 3 elementos. Incluso la 

forma del lóbulo principal es más definida. Aquí se crea 

una antena direccional real, que opera fundamentalmente 

en la dirección del lóbulo principal. Por primera vez 

aparecen dos lóbulos secundarios más pequeños en 

dirección hacia adelante. 

Plano E 




Rojo: Yagi-4DR 

42




Antena de prueba: Yagi-4DR Comentarios 


prueba 


d Q 100 mm Mayor medición transversal de la bocina mientras está 

emitiendo 

d T 54 mm Prolongación longitudinal de la antena Yagi-4DR 

( + ) 

0 

2 

2 d Q 

d T 

r0 

≥ r 0 > 1482mm No se cumple con la condición de campo lejano. 

λ 

Antena 

Ancho a 3 dB / 

grados 

Yagi-R 72 

Yagi-D 74 

Yagi-DR 63 

Yagi-4DR 41 

Eficacia direccional / 

dB 

Nota: 

Las propiedades de las antenas Yagi dependen en gran 

medida de la frecuencia. Esta dependencia aumenta 

mientras más elementos parásitos se utilicen. La 

dependencia respecto a la frecuencia también influye 

sobre el diagrama direccional. Por ejemplo, con la 

antena Yagi-4DR prácticamente se invierte el diagrama 

direccional (lóbulo principal del lado posterior) con una 

frecuencia de funcionamiento aproximada de 10 GHz. 

43



44



Antenas de apertura 


Las antenas de apertura incluyen distintos radiadores elementales tales como: 

• extremos abiertos de guías de ondas 

• bocinas 

• reflectores y 

• lentes de muy diversos tipos. 

Las antenas de apertura se usan en muchas aplicaciones. Para evitar perturbaciones 

aerodinámicas en los aviones, las antenas de apertura se pueden integrar directamente en la 

superficie metálica externa, equipadas con ventanas dieléctricas. Entonces se podría 

considerar que el revestimiento metálico constituye la placa base de una antena de apertura. 

Otros reconocidos representantes de las antenas de apertura son las antenas de reflector 

alimentadas con radiador de bocina (ya que consta de una antena de espejo y otra de 

alimentación, preferimos denominar a este tipo como no elementales.) Con frecuencia se usa la 

antena de tipo parabólica como antena de radar para navegación marina o aviación. Otros 

importantes campos de aplicación de este tipo de antena son los enlaces por microondas, la 

radioastronomía, la tecnología de medición y el control policial del tráfico. Más adelante se 

investigan las características de este tipo de antena de espejo con aperturas grandes. Las 

características de emisión y recepción de las antenas de apertura están determinadas por la 

distribución del campo (es decir, por la distribución de la corriente de desplazamiento) en la 

apertura. Recordemos: en las antenas de hilos estas características están determinadas por la 

distribución de la corriente en los hilos. Normalmente se considera que los campos (incluidas 

las corrientes de desplazamiento) son iguales a cero fuera de la apertura. El debate sobre las 

antenas de apertura es similar al del problema óptico de la difracción de la luz en un diafragma. 

Dado que las dimensiones de un diafragma óptico son mucho mayores respecto de la longitud 

de onda de la luz que las dimensiones de la apertura en comparación con la longitud de onda 

de una microonda emitida, los resultados y las conclusiones obtenidos en Óptica sólo pueden 

considerarse como una aproximación inicial en la tecnología de antenas. Esto es 

particularmente cierto en el caso de las antenas ranuradas cortas, las cuales se pueden 

manejar mejor, en los términos de una antena dipolo, utilizando el principio de Babinet. Las 

limitaciones mencionadas arriba al transferir los resultados obtenidos en Óptica a la tecnología 

de las microondas también se aplican al tamaño de la placa base. En Óptica, el supuesto 

popular es que la placa base se puede extender infinitamente. Este supuesto no se cumple en 

el caso de las microondas. La difracción en los bordes de la placa base afecta al diagrama 

direccional de la apertura emisora. Este efecto es incluso mayor mientras más pequeñas sean 

las dimensiones de la placa base en relación con las longitudes de onda. 

Guías de ondas abiertas y bocinas 

Las antenas de bocina y las guías de ondas de extremos abiertos son radiadores de apertura 

muy utilizados. Se las emplea principalmente como elementos de alimentación en diversas 

antenas de tipo reflector. El extremo abierto de la guía de ondas en sí, que guía la onda 

fundamental, actúa como radiador de apertura. Las líneas de campo salen hacia el libre 

espacio desde este extremo abierto. Por lo tanto, se podría esperar que la potencia alimentada 

a la guía de ondas sea irradiada o emitida. La radiación es máxima en la dirección longitudinal 

de la guía de ondas. La onda emitida no se concentra dentro de un haz enfocado en forma 

particular, porque las dimensiones de la apertura son menores en comparación con la longitud 

de onda. Por lo tanto, se emite sólo una porción de la onda, mientras que la porción restante se 

refleja en el plano de la apertura. Este tipo de desadaptación se puede reducir utilizando un 

elemento adaptador, es decir, una triple rama de sintonización o un transformador de tornillo 

deslizante. El diagrama direccional de una guía de ondas abierta está determinado no sólo por 

las dimensiones de la apertura, sino también por el plano de tierra (ideal: plano de tierra 

45



infinitamente extendido). En la práctica real, los efectos de la difracción en los bordes de la 

placa reflectora distorsionan el diagrama direccional. Tienen un impacto particularmente 

importante sobre los lóbulos laterales. Los efectos de la difracción en los bordes se pueden 

minimizar equipando las bridas con choques. Así, en las guías de ondas de extremos abiertos 

en modo TE 11 , son comunes las bridas estriadas (ver Fig. 1). Este tipo se emplea con 

frecuencia para el alimentador primario de antenas parabólicas de TV. 

Fig. 1: Choque en forma de brida acanalada o 

estriada. La baja concentración del haz de la guía 

de ondas abierta es favorable para esta aplicación 

porque permite una iluminación casi homogénea 

de la antena parabólica. Para otras aplicaciones, 

la concentración del haz de la guía de ondas 

abierta es demasiado baja. Esto se puede mejorar 

levemente colocando en el extremo una 

prolongación en forma de embudo. 

Nota: Las antenas de guías de ondas son simples guías de ondas con extremos abiertos. Las 

antenas de bocina son guías de ondas cuyas bocas se abren gradualmente como un embudo. 

En la Fig. 2 se muestra la distribución del campo en una guía de ondas rectangular excitada 

con el modo fundamental TE 10 . 

Fig. 2: Distribución de los campos E y H en una bocina sectorial E y H (con caras planas). 

a: Bocina sectorial E 

b: Bocina sectorial H 

Si se prolonga la guía de ondas de alimentación en los planos E y H se obtiene la bocina 

piramidal. Adicionalmente, si se prolonga una guía de ondas circular, se obtiene una bocina 

cónica. En la Fig. 3 se presentan las antenas de bocina más importantes. 

46



Fig. 3: Antenas de bocina típicas (con caras planas) 

a: Bocina sectorial E 

b: Bocina sectorial H 

c: Bocina piramidal 

d: Bocina cónica 

e: Antena de embudo 

Las antenas de bocina normales tienen caras planas. Las antenas de bocina más sofisticadas 

tienen ranuras (ver Fig. 4). La estructura ranurada o estriada produce el efecto de reducir los 

lóbulos lateral y trasero que se originan como consecuencia de la difracción en el borde del 

embudo de la bocina. Así, una antena parabólica alimentada por una bocina estriada tiene 

lóbulos laterales considerablemente más pequeños que una antena con una bocina plana. 

Además, se debilita la emisión de ondas de polarización ortogonal. La bocina estriada es 

especialmente adecuada para la recepción de TV, ya que en este caso es importante aumentar 

la relación señal-sonido y minimizar la señal de interferencia desde otros satélites. 

Fig. 4: Bocina estriada 

47





1 737 03 Detector coaxial 

1 737 035 Juntura guía de ondas / línea coaxial 



1 737 12 Guía de ondas de 200 mm 

1 737 135 Transformador de 3 tornillos 

2 737 15 Soportes para componentes de guías de ondas 

1 737 20 Antena de bocina pequeña 




1 737 420 Reflector de diafragmas ranurados 

1 501 02 Cable BNC, L = 1 m 





Sólo para variantes 

1 737 27 Accesorios para física de microondas 


El montaje del experimento se muestra en la Fig. 7. 

Fig. 7: Montaje de experimentación 

estándar. 

Excitación con ondas polarizadas 

horizontalmente. El montaje del 

experimento de excitación con ondas 

polarizadas verticalmente difiere de la 

Fig. 7 en que los circuitos de las 

guías de ondas y las antenas 

instaladas (tanto el transmisor como 

el receptor) tienen un giro de 90° 

sobre el eje longitudinal. 


1. Diagramas horizontales de la antena de bocina grande 

• La antena de bocina grande 737 21 actúa como antena de prueba. Las dos antenas de 

bocina (la antena fuente y la de prueba) emiten ondas polarizadas horizontalmente. 

• Arme la antena de prueba de acuerdo con la Fig. 8. Antes de instalar el transformador 

de 3 tornillos asegúrese de que los tornillos no sobresalgan hacia la guía de ondas. 

48



Fig. 8: Arme la antena de prueba. 

1: Antena de bocina grande 737 21 

2: Guía de ondas de 200 mm 737 12 

3: Transformador de tres tornillos 

737 135 

4: Juntura de guía de ondas / línea 

coaxial 737 035 

5: Detector coaxial 737 03 

6: Varilla de 245 mm 

7: Pie de soporte multifuncional 300 21 

• La bocina de la antena de prueba debe estar orientada a -180° (dirección opuesta) 

respecto de la antena fuente. 

• Conecte el cable BNC al enchufe BNC de salida del detector coaxial y al enchufe BNC 

de la plataforma giratoria. 

• Adapte la antena de prueba en el máximo del lóbulo principal al detector coaxial. La 

adaptación defectuosa siempre causa una reducción de la potencia de recepción. 




Corriente de polarización: desactivada 




• Guarde la medición. 

• Utilizando el cursor gráfico, determine el ancho a 3 dB del lóbulo principal de la antena 

de bocina en el plano de medición. 

• Analice los intentos de adaptación utilizando el transformador de 3 tornillos. 

2. Pérdida de polarización de la antena de bocina grande 

• El desacoplamiento entre los modos ortogonales (de polarización cruzada) de la antena 

determina la pérdida de polarización. Describe la relación entre señales de recepción de 

polarización cruzada y de copolarización de la antena. 

• Coloque la antena acoplada a la plataforma en la posición angular de 0°. En este 

momento debería aparecer la señal máxima de recepción a 1 = 0 dB en el medidor de 

nivel a/dB (Cassy-Lab). Deje la antena de prueba en esta posición sin modificarla. 

• Marque la posición previa de la antena fuente. Ahora cambie el montaje del 

experimento girando 90° el circuito de la guía de ondas con la antena fuente sobre su 

eje longitudinal. Ahora la bocina emite una onda polarizada de manera vertical. Tenga la 

precaución de no modificar el montaje. Ahora la señal recibida por la antena de prueba 

debería estar en el mínimo nivel. 

• Observe la señal mínima a 2 del medidor de nivel. El valor indica el factor de la pérdida 

de polarización de la antena. 

• Analice el resultado. 

a/dB 

Copolarización a 1 = 0 

Polarización cruzada a 2 = 

PLF a 1 -a 2 = 

49



3. Diagramas verticales de la antena de bocina grande 

• Marque la posición previa de la antena de prueba. Luego, gire con cuidado 90° el 

montaje del experimento en torno al eje longitudinal. Ahora la antena de prueba recibe 

una onda polarizada de manera vertical. Asegúrese de que el circuito no se haya 

desplazado de su posición. 

• Repita el procedimiento de medición 1. 

• Represente a la vez los diagramas direccionales de la antena de bocina en los planos E 

y H (diagramas horizontal y vertical). Compare los diagramas direccionales entre sí. 

Analice los resultados. 

4. Diagramas verticales de la antena de bocina pequeña 

• La antena de bocina grande permanece como antena fuente, la antena de prueba es 

reemplazada por la antena de bocina pequeña 737 20. 


5. Diagramas horizontales de la antena de bocina pequeña 


6. Diagramas horizontales de las antenas de guías de ondas 

• Objeto de medición: extremo abierto de la guía de ondas con y sin placa reflectora 

• Cuando se registran diagramas direccionales horizontales, el montaje y el 

procedimiento del experimento son casi idénticos a los de 1 y 5. Al ensamblar la antena 

de prueba, la bocina receptora debe ser reemplazada por la placa reflectora. En este 

ultimo caso, el reflector se monta sobre la brida de la guía de ondas con los 2 tornillos 

provistos. Utilizando el transformador de 3 tornillos, adapte con cuidado la guía de 

ondas abierta al detector. 

• Registre los diagramas direccionales horizontal y vertical. Compare los diagramas 

direccionales. Analice las diferencias de los diagramas direccionales y de la adaptación 

de las antenas. 

50



Variantes 

Efecto de la rejilla de polarización sobre la recepción para antenas de bocina con el 

mismo estado de polarización 

Para este experimento se necesitan materiales adicionales y, por lo tanto, se lo menciona como 

opción. En este experimento se investiga el efecto de la lluvia sobre la diafonía entre dos 

canales de comunicación. Ambos canales se operan a la misma frecuencia de portadora y sólo 

se desacoplan mediante la técnica de reutilización de frecuencias (desacoplamiento de la 

polarización). Las gotas de agua absorben la potencia de RF y atenúan las ondas emitidas. 

Dado que la atenuación aumenta casi proporcionalmente a la frecuencia, las microondas se 

ven sumamente afectadas por este fenómeno. 

• Las gotas de lluvia, debido a la caída del viento a un cierto ángulo hacia la tierra, tienen 

un efecto sobre la microonda similar al de la rejilla de polarización. El ángulo de giro de 

la rejilla de polarización corresponde al ángulo de inclinación de las gotas de lluvia que 

produce el viento. 

Se usan dos antenas de bocina 

como objetos de experimentación. 

Además, se utiliza una rejilla de 

polarización, que se orienta en 

posición vertical en medio del eje 

principal de la trayectoria de la 

transmisión. 

Tabla 2: 

α/grados 

0 

10 

20 

30 

40 

50 

60 

70 

80 

90 

a/dB 

Diagramas verticales de guías de ondas abiertas 

• Al registrar los diagramas verticales, siga los pasos de 3. 

51



Resultados 

1. Diagramas horizontales de la antena de bocina grande 

Plano E 

Plano E 





• En todas las mediciones, la distancia media entre las antenas de prueba y fuente es 

r o = 1000 mm 

• Debido a la adaptación, la señal recibida es aprox. + 20% más intensa. 

• Atención: Las bocinas deben estar orientadas en posición “vertical”. Diagrama 

horizontal significa girar sobre el plano E. 

Plano E 




Plano E 



Ancho a 3 dB: 28,1° 

2. Pérdida de polarización de la antena de bocina grande (PLF) 

a/dB 

Copolarización a 1 = 0 

Polarización cruzada a 2 = -36 

PLF a 1 -a 2 = 36 

52



3. Diagramas verticales de la antena de bocina grande 

Plano H 

Plano H 





• Atención: Las bocinas deben estar orientadas en posición “horizontal”. Diagrama 

vertical significa girar sobre el plano H. 

Plano H 



Plano H 




4. Diagramas verticales de la antena de bocina pequeña 

Plano H 



Plano H 



53



Plano H 



Plano H 




5. Diagramas horizontales de la antena de bocina pequeña 

Plano E 



Plano E 



Plano E 



Plano E 




54



6. Diagramas horizontales de las antenas de guías de ondas 

Plano E 



Plano E 



Plano E 



Plano E 



Ancho a 3 dB: 108,1° 

Plano E. Guía de ondas abierta con reflector. 






55









Ancho a 3 dB: 118,1° 

Variantes 

Efecto de la rejilla de polarización sobre la recepción para antenas de bocina con el 

mismo estado de polarización 

Tabla 2: 

α/grados 

a/dB 

0 -16,7 

10 -19,1 

20 -25,1 

30 -17,1 

40 -10,2 

50 -6,6 

60 -4,1 

70 -2,3 

80 -1,0 

90 -0,9 

Las condiciones de transmisión cambian radicalmente cuando se instala una rejilla de 

polarización entre las dos antenas. La onda polarizada linealmente que incide sobre la rejilla se 

puede descomponer en dos campos base ortogonales lineales en la dirección de eje principal 

del polarizador. La rejilla de polarización suprime el campo paralelo a las líneas de la rejilla. De 

esta manera, la rejilla gira el plano de polarización en la onda incidente. En consecuencia, la 

onda que se propaga detrás de la rejilla manifiesta un estado de polarización lineal 

perpendicular a las líneas de la rejilla. La conversión del estado de polarización que se produce 

en la rejilla está vinculada con pérdidas de potencia, porque no se transmite uno de los 

componentes lineales. 

56


Antenas reflectoras, helicoidales y redes 

Antenas reflectoras 


Las antenas de microondas que pueden emitir un haz enfocado se usan cada vez más en las 

siguientes aplicaciones: 

• Radioenlaces terrestres 

• Comunicación satelital 

• Radioastronomía 

• Telemetría 

• Navegación 

• Radares. 

Se han diseñado diversos tipos de antenas para ajustarse a los requerimientos de estas 

aplicaciones. Las antenas reflectoras son muy utilizadas debido a la construcción mecánica 

sencilla y resistente que presentan. Para lograr una directividad definida con un haz enfocado y 

alta ganancia debe haber una distribución de fase plana en la apertura emisora. Cuando los 

frentes de la fase tienen forma de curvas esféricas se produce dispersión del haz, lo cual da 

como resultado una rápida caída del enfoque del haz y de la ganancia. En la práctica real se 

puede usar la aproximación que se reproduce en la Fig. 1 para evaluar la distribución de fase 

en la antena de bocina. 

Fig. 1: Condición para aproximar un frente de 

fase plana en la apertura de una antena de 

bocina. 

a : Dimensión transversal de la bocina 

α: Ángulo de la bocina 

I : Longitud de la bocina 

Como se puede observar en la Fig. 1, los frentes de fase casi uniformes corresponden a: 

α ⋅ a



Fig. 2: Diversos modelos de antenas reflectoras 

a: Antena parabólica de alimentación directa 

b: Sistema de alimentación Cassegrain con subreflector hiperboloide 

c: Antena parabólica con alimentador primario con offset y reflector parabólico 

d: Antena de embudo 

Parámetros de la antena parabólica 

La forma más sencilla de una antena reflectora de alto enfoque en la tecnología de microondas 

es la antena parabólica de alimentación directa. Consiste en un reflector parabólico simétrico 

(reflector principal) y un radiador primario montado en el punto focal (alimentador). De acuerdo 

con las leyes de la Óptica Geométrica, el alimentador transmite ondas de forma esférica desde 

el foco del reflector principal, que luego se transforman en un haz colimado en la apertura A-A', 

o cualquier plano paralelo a este B-B' del reflector principal (y viceversa). Los requisitos previos 

para esto son: 

• El radiador es despreciablemente pequeño (idealmente, en forma de punto) 

• Hay una curvatura parabólica en el reflector principal. 

Con estos supuestos, la “longitud de la trayectoria” de distintos haces desde el radiador hasta 

la apertura es igual, lo cual da origen a la distribución de fase constante deseada. La Fig. 3 

muestra la trayectoria del haz en una antena parabólica. 

Fig. 3: Principio de funcionamiento de la 

antena parabólica 

a: Trayectorias de los haces 

b: Sobre la definición de 

desbordamiento (3) y la formación de 

los lóbulos traseros 

La antena parabólica normalmente es excitada por radiadores de bocina, Yagis o dipolos λ/2 

con pequeños subreflectores y alimentación coaxial. Para lograr anchos de banda grandes se 

usan radiadores de bocina de doble cresta. El radiador debe iluminar el reflector en forma 

homogénea. El objetivo es obtener una iluminación constante sobre toda la apertura, que caiga 

rápidamente a cero en la periferia, de modo que se disperse poca radiación del alimentador 

sobre el reflector. Cuando se opera la antena parabólica en el modo receptor, el 

desbordamiento aumenta el ruido y de esta manera disminuye la calidad de la transmisión. 

58



Este es un verdadero problema para las estaciones terrestres satelitales. Una cierta parte de la 

potencia transmitida por el radiador principal se emite en dirección hacia adelante y puede 

interferir destructivamente con el haz paralelo deseado. La radiación hacia atrás se puede 

minimizar seleccionando adecuadamente el radiador o tomando otras medidas respecto de la 

construcción de la antena, como colocar un subreflector detrás del alimentador. La directividad 

de la antena parabólica depende de los siguientes factores: 

• la función de ganancia del radiador principal 

• La relación de la distancia focal con el diámetro del reflector f/D (apertura numérica) 

Para lograr frentes de fase casi planos en la apertura, la antena parabólica debe tener un 

diámetro relativamente grande. Con la antena Cassegrain que se muestra en la Fig. 2b se logra 

una alta directividad utilizando un reflector pasivo para transformar la distancia focal 

manteniendo reducida la longitud de la construcción. La distancia focal efectiva es: 

f1 

f = F 

f 

2 

La alimentación con offset según la Fig. 2c ó 2d sirve para reducir la desadaptación causada 

por las reflexiones dentro del radiador. En ancho a 3 dB como medida para la directividad de la 

antena depende de la especial elección del radiador principal y su posición delante del reflector 

principal. Lo siguiente se cumple casi en la mayoría de los tipos de radiadores: 

ancho a3dB 

70 ⋅ λ0 

= 

grados D 

En general, la definición del área efectiva de una antena es válida y no se limita a las antenas 

reflectoras solamente. El área efectiva es la superficie a través de la cual una onda homogénea 

plana con una densidad de potencia S simplemente transporta la potencia recibida P R . 

Además, existe una relación que se aplica en todas las antenas, entre el área efectiva A eff de 

la antena y la ganancia G: 

A eff 

G 

2 

λ 

0 

= 

4π 

Dado que el radiador no ilumina al reflector de manera ideal, el área efectiva A eff es más 

pequeña que la superficie A de la apertura geométrica. El cociente del área efectiva de la 

antena y la superficie geométrica definen la iluminación o el rendimiento de la apertura q. En 

las antenas parabólicas se encuentra dentro del rango de 0,5 < q < 0,6. 

Preguntas 

1. Explique el principio de una antena parabólica. 

2. ¿Cómo se determina la directividad de una antena parabólica? Determine el ancho a 3 dB de 

la antena experimental de acuerdo con la ecuación 3. Las especificaciones técnicas del 

reflector principal son: 

• Distancia focal f = 160 mm, 

• D = 400 mm, 

• Longitud de onda en el libre espacio para 9,40 GHz: λ 0 . = 32 mm. 

Determine aproximadamente la ganancia que se podría esperar de la antena parabólica en 

base a los siguientes supuestos: 

• Frecuencia de funcionamiento f = 9,40 GHz, correspondiente a una longitud de onda en 

el libre espacio de λ 0 = 32 mm 

• Diámetro del reflector D = 400 mm 

• Rendimiento de la apertura q = 0,5 

59












1 737 432 Juego de antenas Yagi 

1 737 450 Antena parabólica 



2 301 21 Pies de soporte multifuncional 




estándar 


1. Diagramas horizontales del reflector parabólico con dipolo λ/2 

• Arme el montaje del experimento de acuerdo con la Fig. 4. Adicionalmente, inserte el 

transformador de 3 tornillos entre el modulador PIN y la antena de bocina. La antena 

fuente emite ondas polarizadas en forma horizontal, es decir, los laterales más anchos 

de los componentes de la guía de ondas se encuentran en posición vertical. 

• ¿La distancia entre la antena fuente y la de prueba cumple con la condición de campo 

lejano? 

r 

0 

( + ) 

2 d Q 

d T 

> 

λ 

0 

2 

d Q y d T : dimensiones más grandes (en dirección transversal o longitudinal) de la antena 

r 0 : distancia ente ellas y la longitud de onda λ 0 de la onda emitida. 

• Inserte la antena parabólica en el soporte y coloque todo en la base giratoria. El armado 

se muestra en la Fig. 5. 

60



• Gire manualmente la base giratoria hacia la posición del lóbulo principal. Reduzca la 

potencia transmitida utilizando el transformador de 3 tornillos, hasta que la señal 

recibida sea U = 30 mV. 

Fig. 5: Antena parabólica con radiador 

dipolo. 

Armado del radiador principal. 

Conecte la varilla de antena provista 

(que incluye el dipolo y el diodo 

detector) a la varilla de PVC de la 

portadora. Inserte la antena dipolo en 

el orificio de montaje central de la 

plataforma giratoria para antena. 

Conecte el enchufe del cable de salida 

de la antena al enchufe BNC de la 

placa giratoria. Controle si el montaje 

sobre la placa giratoria choca con 

algún objeto. 



Paso angular: 0,5° 





• Además, cargue el archivo del dipolo λ/2. Compare los diagramas direccionales. 

• Guarde los archivos de la medición. 

• Determine la eficacia direccional y el ancho a 3 dB de la antena parabólica. Ingrese los 

valores en la tabla 1. 

Radiador 

principal 

Dipolo λ/2 

Yagi-R 

Yagi-D 

Yagi-DR 

Yagi-4DR 

Ancho a 3 

dB 

Eficacia 

direccional 

2. Diagramas horizontales del reflector parabólico con Yagi-R 

• La antena Yagi-R actúa como radiador principal. 

• El experimento corresponde al indicado en el punto 1. 

3. Diagramas horizontales del reflector parabólico con Yagi-D 

• La antena Yagi-D actúa como radiador principal. 


61



4. Diagramas horizontales del reflector parabólico con Yagi-DR 

• La antena Yagi-DR actúa como radiador principal. 


5. Diagramas horizontales del reflector parabólico con Yagi-4DR 

• La antena Yagi-4DR actúa como radiador principal. 


Variante 

Uso de distintos radiadores 

De la misma manera que se describe arriba, el reflector parabólico puede ser excitado por otros 

radiadores distintos, por ej.: 

• Antenas helicoidales 

• Antenas de bocina 

¡Pruébelo! 

Respuestas 

1. Las ondas esféricas transmitidas por el radiador en el punto focal del reflector principal se 

transforman en ondas planas en la apertura del reflector parabólico. Así, en la apertura de un 

reflector ideal encontramos un frente de onda con amplitud y fase constantes. El lóbulo 

principal se forma con un haz enfocado paralelo, el ancho a 3 dB es muy pequeño. 

2. La directividad de la antena parabólica queda determinada por: 

• la función de ganancia del radiador principal 

• la relación entre la distancia focal y el diámetro del reflector principal f/D. 

Estimación de la ganancia G de la antena parabólica 

2 

A eff λ0 

= 

G = 4π 

eff 

2 

G 4π 

λ0 

A eff 

= qA 

A 

A 

πD 

= 

4 

A eff 

= qA 

⎛πD 

⎞ 

G = q 

⎜ 

⎟ 

⎝ λ0 

⎠ 

G dB 

⎛πD 

⎞ 

= 10⋅logG 

= 10⋅q 

+ 20⋅log 

⎜ 

⎟ 

⎝ λ0 

⎠ 

Al incorporar los valores numéricos se obtiene: G dB = -3 +32 = 29 

2 

2 

62



Resultados 


Antena de prueba: Yagi-4DR Comentarios 


prueba 


d Q 100 mm Mayor medición transversal de la antena de bocina mientras 

está emitiendo 

d T 400 mm Diámetro del reflector 

( + ) 

2 

2 d Q 

d T 

r0 

≥ r o > 15625 mm No se cumple con la condición de campo lejano. Las 

λ0 

mediciones con la antena parabólica se realizan en el 

campo próximo. 

1. Diagramas horizontales de la antena parabólica con dipolo λ/2 

Plano E 



Plano E 



Eficacia direccional: 35,7 dB 

Plano E 



Plano E 




63



Visualización conjunta de los diagramas direccionales de un dipolo λ/2 con / sin reflector 

parabólico. 

Observación 

Al utilizar el dipolo λ/2 como elemento de excitación, la 

eficacia direccional aumenta considerablemente. No 

obstante, la forma del lóbulo principal permanece 

prácticamente sin cambios; se torna algo más estrecha, ver 

también la tabla 1. 

Plano E 




Rojo: Antena parabólica delante del dipolo λ/2 

2. Diagramas horizontales de la antena parabólica con Yagi-R 

Plano E 



Plano E 



Eficacia direccional: 40 dB 

Plano E 



Plano E 




64



Visualización conjunta: Reflector parabólico con excitación mediante dipolo λ/2 y Yagi-R. 

Observación 

La excitación mediante Yagi-R reduce los lóbulos laterales, 

pero aumenta el ancho a 3 dB. 

Plano E 



Negro: Excitación con dipolo λ/2 

Rojo: Excitación con Yagi-R 

3. Diagramas horizontales de la antena parabólica con Yagi-D 

Plano E 



Plano E 




Plano E 



Plano E 




65



Visualización conjunta: Reflector parabólico con excitación mediante dipolo λ/2 y Yagi-D. 

Plano E 




Rojo: Excitación con Yagi-D 

4. Diagramas horizontales de la antena parabólica con Yagi-DR 

Plano E 



Plano E 




Plano E 



Plano E 




66



Visualización conjunta: Reflector parabólico con excitación mediante dipolo λ/2 y Yagi-DR. 

Plano E 




Rojo: Excitación con Yagi-DR 

5. Diagramas horizontales de la antena parabólica con Yagi-4DR 

Plano E 



Plano E 




Plano E 



Plano E 




67



Visualización conjunta: Reflector parabólico con excitación mediante dipolo λ/2 y Yagi-4DR. 

Observación 

La excitación con Yagi-4DR no genera mejoras 

significativas en las propiedades de radiación en 

comparación con el dipolo λ/2 simple. 

Plano E 




Rojo: Yagi-4DR 

Radiador 

principal 

Ancho a 3 

dB 

Eficacia 

direccional 

Dipolo λ/2 6,6° 35,7 dB 

Yagi-R 6,6° 40 dB 

Yagi-D 7,8° 37,1 dB 

Yagi-DR 8,4° 35,9 dB 

Yagi-4DR 7,2° 38,4 dB 

Consejos 

• En los niveles alrededor de 40 dB por debajo del máximo principal, el rango dinámico 

del sistema de medición deja de ser suficiente para realizar evaluaciones cuantitativas. 

Por lo tanto, la determinación de la eficacia direccional muestra ciertas fluctuaciones y 

se la debe interpretar con precaución. 

• Existen varios lóbulos laterales con débil definición, en posición asimétrica que se 

deben ignorar. 

• El valor absoluto de la ganancia direccional corresponde al valor inverso de A para 

ϑ = 180°. Para un detector cuadrático, éste equivale a la relación de la intensidad del 

campo en una dirección y la opuesta. El valor en dB indica la correspondiente razón de 

potencias, nuevamente bajo el supuesto del detector cuadrático. 

68





De todas las antenas que irradian ondas polarizadas en forma circular, la antena helicoidal es 

particularmente interesante para fines didácticos. Esto se debe a la sencilla estructura 

geométrica que presentan. La conocida relación en la mecánica, entre el sentido de giro de un 

tornillo y el de una tuerca, se puede transferir directamente a la geometría de la antena y al 

sentido de las ondas polarizadas de manera circular. Las ondas polarizadas circularmente 

recibidas o emitidas por una antena helicoidal tienen el mismo sentido que el de la espiral de la 

hélice. Así, es fácil imaginar cómo gira una onda emitida desde una hélice arrollada en sentido 

horario hacia una antena receptora cuya hélice también está arrollada en el mismo sentido. En 

este caso, la recepción de la onda es excelente. Sin embargo, si la onda se transmite a una 

antena con una hélice arrollada en sentido antihorario, sólo se logra una recepción pobre. Si 

bien en el experimento sólo estudiaremos las antenas helicoidales, la experiencia adquirida 

también se puede aplicar a otras antenas que transmiten o reciben ondas polarizadas de 

manera circular. 

Polarización de antenas y ondas 

La polarización de una antena transmisora se caracteriza por la polarización de la onda emitida 

desde la antena en una cierta dirección. Normalmente, la polarización de una antena es el 

estado de polarización (SOP) en el máximo del lóbulo principal. La polarización de una onda 

electromagnética se caracteriza por los cambios en función del tiempo de la orientación y la 

magnitud del vector del campo eléctrico en un punto fijo en el espacio. En general, el extremo 

del vector E describe una elipse en un punto particular en el espacio en función del tiempo. En 

consecuencia, este tipo de onda es una onda polarizada en forma elíptica. En la Fig. 1 se 

muestra una característica temporal típica del vector de campo E. 

Fig. 1: Característica temporal del vector de 

campo E de una onda que gira en sentido horario 

y su elipse de polarización 

1: Semieje mayor 

2: Semieje menor 

τ : Ángulo de inclinación 

El giro del vector del campo E puede ser tanto en sentido horario como antihorario. Las ondas 

polarizadas lineal y circularmente representan casos especiales de polarización elíptica común. 

En el caso de la polarización lineal, la elipse se degenera hacia una línea recta, y en la 

polarización circular, hacia un círculo. Cada onda polarizada en forma elíptica se puede 

describir no sólo mediante una base vectorial lineal, sino también mediante campos base 

polarizados circularmente. Así, los estados de polarización que se muestran en la Fig. 2 se 

producen por la combinación lineal de un campo que gira en sentido antihorario (hacia la 

izquierda) y uno que gira en sentido horario (hacia la derecha) (E L y E R ). El estado de 

polarización se caracteriza por presentar los siguientes parámetros: 

• la relación entre ejes (AR) de la elipse de polarización, es decir, los cocientes del 

semieje mayor respecto del semieje menor de la elipse 

ER 

+ EL 

AR = 

E − E 

R 

L 

69



• el ángulo de inclinación τ del semieje mayor hacia una línea de referencia, por ej., el 

plano de la mesa. 

Fig. 2: Diversos estados de polarización 

descompuestos en campos base circulares. La 

dirección visual y la dirección de propagación 

son la misma. La onda se aleja del observador. 

El sentido de giro del vector E queda 

determinada por el sentido de giro de los 

componentes base más grandes (E L o E R ). 

E L > 0: 1,4, y 7 

E R > 0: 2,5,8 y 11 

E L = 0: 10 

Estados de polarización resultantes: 

3 - Estado de polarización lineal 

6 - Estado de polarización elíptico; τ = 0° 

9 - Estado de polarización elíptico; τ = 60° 

12 - Estado de polarización circular 


La antena helicoidal consiste en un conductor en forma de hélice, que tiene vueltas como la 

rosca de un tornillo. Normalmente la antena se alimenta mediante un cable coaxial. Además, la 

antena se opera con un reflector. En el punto de alimentación, en medio del reflector, se 

conecta el conductor interno del cable coaxial a la hélice. El conductor externo se conecta al 

reflector (ver Fig. 3). 

Fig. 3: Antena helicoidal con reflector 

n número de vueltas de la hélice 

D diámetro de la hélice 

S espacio entre vueltas 

l = nS longitud total de la antena helicoidal 

l 0 

l n =nl 0 

C=πD 

longitud de una vuelta 

longitud total de la antena extendida 

circunferencia de la hélice 

70



Los modos prácticos de funcionamiento para las antenas helicoidales son: 

• el modo normal (característica de radiación lateral) 

• el modo de radiación regresiva (axial). 

Debido a que es muy común, aquí solo se tratará el modo regresivo. Se recibe o emite a lo 

largo del eje. El sentido de la onda emitida polarizada de manera circular queda determinado 

directamente por la espiral o sentido de giro de la antena (ver Fig. 4). 

Fig. 4: Antena helicoidal en modo 

regresivo 

Los valores óptimos para excitar el modo progresivo son: 

• C/λ = 1 para la circunferencia de la espiral helicoidal 

• C = λ/4 para el espacio entre vueltas 

• D ≥ λ/2 para el diámetro del reflector. 

Las ondas polarizadas elípticamente se pueden considerar como la suma vectorial de dos 

campos de base lineales ortogonales, cuyas fases son perpendiculares (es decir, ∆Φ = 90°). Se 

puede recibir cada uno de estos campos base desde un campo polarizado elípticamente 

utilizando una antena que polarice de manera lineal (por ejemplo con un dipolo). Si la antena 

que emite es una antena con polarización lineal, la onda generada también se puede 

descomponer en campos base polarizados circularmente. 

Entonces, se puede medir un campo base con una antena que polarice circularmente hacia la 

derecha o en sentido horario. El otro campo base se puede medir, de igual manera, con la 

antena ortogonal (en sentido antihorario o hacia la izquierda). En ambos casos, sólo se recibe 

una componente de la onda, mientras que se suprime la segunda componente. Así, mediante 

la polarización se logra el desacoplamiento de los canales de transmisión. Debido a la 

inmunidad que tienen a los cambios en la dirección de polarización, las antenas que polarizan 

circularmente se usan para telemetría y comunicaciones con objetos móviles en el espacio. La 

antena helicoidal recibe ondas polarizadas circularmente sólo cuando éstas tienen el mismo 

sentido y se suprime el estado de polarización ortogonal. Cuando las ondas polarizadas 

circularmente se reflejan sobre la superficie terrestre, el sentido de estas ondas se invierte, 

porque el factor de reflexión es Γ = -1. Por lo tanto, una antena receptora que polariza de 

manera circular puede recibir ondas de polarización idéntica, mientras que se suprimen las 

reflexiones de la tierra. Por lo tanto, se reduce el efecto de desvanecimiento para la recepción 

en los radioenlaces direccionales debido a la ausencia de reflexiones fluctuantes en el tiempo. 

71







1 737 033 Juntura coaxial 



1 737 15 Soporte para componentes de guías de ondas 

1 737 197 Codo en E 




1 737 440 Juego de antenas helicoidales 

1 501 02 Cable BNC, L = 1 m 





Sólo para variantes 

1 737 27 Accesorios para física de microondas 


En la Fig. 5 se muestra el montaje del experimento. Se usan antenas helicoidales como 

antenas de prueba y fuente. La antena fuente emite ondas polarizadas circularmente hacia la 

derecha (tipo R). El codo en E debe apuntar hacia un lado. Esto permite una alineación de 

altura más favorable entre la antena de prueba y la antena fuente. 


estándar 

72




estándar 

1: Transmisor 

2: Receptor 

Fig. 7: Armado del experimento 

1: Antena fuente 

a: Modulador PIN 

b: Codo en E 

c: Juntura guía de ondas/línea coaxial 

con juntura coaxial macho/macho 

737 033 

d: Antena fuente helicoidal 

2: Antena de prueba 

a: Antena de prueba helicoidal 

b: Detector coaxial 

c: Cable BNC 

Fig. 8: Armado del experimento 

Visión esquemática de la colocación 

de la placa reflectora. Nota: El 

transmisor se debe girar “un poco” 

hacia el espejo. 


1. Diagrama direccional de antenas helicoidales con el mismo estado de polarización 

• Antenas helicoidales con giro hacia la derecha (tipo R) actúan como antenas fuente y 

de prueba. 

• Arme el montaje del experimento como se especifica en las Fig. 5-7. 

• Conecte la antena helicoidal al detector coaxial y al soporte (varilla de 245 mm de 

longitud). Inserte el soporte en el orificio de montaje central de la plataforma giratoria 

para antena. La varilla de 245 mm de longitud viene incluida junto con el Soporte para 

componentes de guías de ondas 737 15. 

• Conecte el cable BNC al enchufe BNC de salida del detector coaxial y a la entrada de la 

plataforma giratoria. 

73











• Determine la eficacia direccional de la antena helicoidal. 

2. Diagrama direccional de antenas helicoidales con estado de polarización ortogonal 

• Reemplace la antena fuente por la antena helicoidal tipo L. 

• Repita la medición de acuerdo con el punto 1. 

• Visualice en forma conjunta: U(ϑ) para los diagramas direccionales de las antenas 

helicoidales con el mismo estado de polarización y con estado de polarización 

ortogonal. 

• Determine el aislamiento entre la antena helicoidal que gira hacia la derecha y la que 

gira hacia la izquierda (polarización cruzada) midiendo U(ϑ) en los lóbulos principales 

de los dos diagramas direccionales. Nota: Las antenas helicoidales ideales sólo 

manejan ondas polarizadas de manera puramente circular. La recepción sólo es posible 

con una antena receptora que tenga el mismo sentido que la antena transmisora. 

Incluso, las antenas helicoidales reales emiten una pequeña cantidad de ondas con el 

estado de polarización ortogonal. El desacoplamiento entre las antenas tipo R y tipo L 

se denomina factor de pérdida de polarización (PLF). Está dado por la siguiente 

ecuación: 

PLF 

dB 

⎛ E 

= 20 log 

⎜ 

⎝ E 

R−R 

R−L 

⎞ ⎛U 

⎟ = 10log 

⎜ 

⎠ ⎝ U 

R−R 

R−L 

⎞ 

⎟ 

⎠ 

U R-R : máxima señal de recepción U(ϑ) en el lóbulo principal para un transmisor y un 

receptor con el mismo tipo de espiral (R-R) 

U R-L : máxima señal de recepción U(ϑ) en el lóbulo principal para un transmisor y un 

receptor con un tipo de espiral opuesto (R-L) 

3. Influencia de las reflexiones en antenas con estado de polarización ortogonal 

• La antena de prueba gira hacia la derecha. De esta manera, suprime la señal que llega 

directamente desde la antena fuente que gira hacia la izquierda. 

• Coloque un reflector metálico (lado posterior de uno de los absorbentes para 

microondas o de un componente de 737 27) al costado de la trayectoria de medición 

como se muestra en la Fig. 7. Optimice la señal recibida acomodando en forma 

alternada el reflector, la plataforma de la antena y el transmisor. 

• Seleccione Acercar Punto de Referencia en Ajustes (software Cassy-Lab). 

• Repita la medición de acuerdo con el punto 1. 

4. Influencia de las reflexiones en antenas con el mismo estado de polarización 

• Nuevamente, las antenas de prueba y fuente tienen el mismo sentido (estado de 

polarización). Repita la medición según el punto 3. 

• Visualice en forma conjunta las representaciones para la configuración R-R y R-L bajo 

la influencia de las reflexiones. Analice los resultados. 

74



Variantes 


ortogonal 

• Aquí se usan dos antenas helicoidales de sentido opuesto. Además, se coloca una 

rejilla de polarización entre la antena fuente y la de prueba. 

• Repita la medición de acuerdo con el punto 1 con distintos ajustes del polarizador. 

Medición del estado de polarización de una onda polarizada de manera casi circular 

Determine los siguientes parámetros de polarización: 

• Relación entre ejes (AR) de la elipse de polarización 

• Ángulo de inclinación τ de la elipse de polarización 

• Sentido (hacia la izquierda o la derecha) de la onda. 

75



Resultados 

1. Diagrama direccional de antenas helicoidales con el mismo estado de polarización 

Antena fuente: tipo R. Antena de prueba: tipo R 













2. Diagrama direccional de antenas helicoidales con estado de polarización ortogonal 

Antena fuente: tipo L. Antena de prueba: tipo R 






76



Visualización conjunta de los diagramas direccionales con configuración R-R y R-L 

El diagrama direccional para la polarización cruzada 

(curva roja) es difícil de ver. 

Nota: Representación con escala automática. Haga clic 

con el botón derecho en el eje vertical gris y active: 

Buscar Mínimo y Máximo. 


Representación lineal: U(ϑ) 

Negro: Antenas con el mismo estado de polarización 

(configuración R-R) 

Rojo: Antenas con estado de polarización ortogonal 

(configuración R-L) 

U(ϑ) R-R : 6,21 mV 

U(ϑ) R-L : 0,13 mV 

PLF 

dB 

⎛ ER−R 

⎞ ⎛U 

R−R 

⎞ 6,21 

= 20 log 

⎜ 

⎟ = 10log 

⎜ 

⎟ = 10log = 16,8 

⎝ ER−L 

⎠ ⎝ U 

R−L 

⎠ 0,13 

AR = 

E 

E 

R−R 

R−R 

+ 

− 

E 

E 

R−L 

R−L 

= 

U 

U 

R−R 

R−R 

+ 

− 

U 

U 

R−L 

R−L 

= 1,33 

77



3. Influencia de las reflexiones en antenas con estado de polarización ortogonal 













Debido a la inversión del sentido originada por la reflexión en una placa metálica, se recibe la 

onda reflejada. Esto se ve en el lóbulo fuerte que aparece en dirección hacia el reflector. Nota: 

Además de la transmisión directa entre el transmisor y el receptor, los radioenlaces reales se 

ven además afectados por las ondas reflejadas en la superficie terrestre. 

78



4. Influencia de las reflexiones en antenas con el mismo estado de polarización 







Las reflexiones son simuladas por una placa metálica que se encuentra al lado de la estación 

de medición. Las hélices de las antenas de prueba y fuente tienen sentido horario. De esta 

manera se suprimen las ondas polarizadas en sentido antihorario. Dado que el reflector invierte 

el sentido de la onda circular reflejada, en realidad no existe un diagrama direccional detectable 

(sólo un gráfico en forma de “papa”). 







Ancho a 3 dB: no detectable 

Visualización conjunta de los diagramas direccionales con configuración R-R y R-L 

Debido a la inversión del estado de polarización al 

producirse la reflexión en el reflector, ahora la antena 

helicoidal que gira hacia la izquierda puede recibir la 

señal. Se ve claramente que el lóbulo principal del 

diagrama direccional está alineado hacia el reflector 

metálico. 

Nota: Representación con escala automática. Haga clic 

con el botón derecho en el eje vertical gris y active: 

Buscar Mínimo y Máximo. 



Rojo: Antenas con el mismo estado de polarización 

(configuración R-R) 

Negro: Antenas con estado de polarización ortogonal 

(configuración R-L) 

79



Variantes 


ortogonal 

1. Sin la rejilla, la situación se describe mediante polarización cruzada. El grado de 

desacoplamiento determina el factor de pérdida de polarización (PLF). Esta situación cambia 

cuando se instala una rejilla de polarización entre las dos antenas. La onda polarizada 

circularmente que incide en la rejilla se descompone en dos campos base lineales, cuyas fases 

se encuentran en cuadratura (desplazamiento de fase: 90°). La rejilla de polarización suprime 

una de las dos componentes ortogonales. La onda polarizada linealmente que abandona la 

rejilla se puede considerar como la superposición de dos ondas polarizadas en forma circular 

(tipo L y tipo R). 

2. Las pérdidas deben alcanzar –6 dB debido a la doble supresión de una componente base, 

es decir, la señal de recepción se reduce al 25%. 

3. La onda polarizada en forma lineal que surge de detrás del polarizador se puede 

descomponer nuevamente en componentes de igual magnitud con giro hacia la izquierda y 

hacia la derecha. Por lo tanto, la antena receptora detrás del polarizador puede girar hacia la 

izquierda o hacia la derecha. 

Las causas de las desviaciones respecto de la pérdida teórica de -6 dB son: 

- onda estacionaria entre la rejilla metálica del polarizador y las antenas helicoidales 

- conductividad finita de las líneas de la rejilla 

- pérdidas dieléctricas en la placa del circuito impreso. 

Medición del estado de polarización de una onda polarizada de manera casi circular 

1. Determinación de la relación entre ejes (AR) de la elipse de polarización 

La determinación de AR requiere medir las dos componentes ortogonales E R y E L . 

E 

AR = 

E 

R−R 

R−R 

+ 

− 

E 

E 

R−L 

R−L 

= 

U 

U 

R−R 

R−R 

+ 

− 

U 

U 

R−L 

R−L 

Esta ecuación se aplica para los detectores que funcionan en la región de la ley del cuadrado. 

Consejo: Las mediciones necesitan que las antenas de prueba y fuente tengan la misma 

ganancia. Un requisito previo que no se cumple en un 100%. 

2. Determinación del ángulo de inclinación 

La determinación del ángulo de inclinación τ respecto del horizonte se realiza con el 

polarizador. El polarizador debe montarse entre las antenas fuente y de prueba y debe poder 

girar en torno de su eje de simetría. La señal recibida por una antena polarizada circularmente 

es independiente de τ, si la onda emitida por la antena fuente también se encuentra polarizada 

de manera circular. La magnitud de la señal recibida permanece constante durante el giro de la 

rejilla. Si la antena fuente emitiera ondas polarizadas en forma lineal, se podría observar un 

máximo definido al colocar las líneas de la rejilla en posición perpendicular al plano de 

polarización de la antena fuente. Para un estado de polarización elíptico existen dos máximos 

correspondientes a los semiejes de la elipse de polarización. 

3. Determinación del sentido 

La determinación del sentido requiere medir E L y E R : 

• La onda emitida tiene polarización hacia la izquierda para: E L > E R 

• La onda emitida tiene polarización hacia la derecha para: E L < E R 

• La onda emitida está polarizada en forma lineal para: E L = E R 

Sentido de giro: U R > U L ; es decir, hacia la derecha. 

80



Conclusión: 

El haz tiene polarización casi circular hacia la derecha. La AR ideal sería AR = 1,0 

81



Red de antenas 


La característica de radiación se puede mejorar considerablemente si se usa una red en lugar 

de un solo radiador. A diferencia de los elementos parásitos de la antena Yagi, los radiadores 

de una red están combinados entre sí a través de un sistema de alimentación. En este capítulo, 

los experimentos se realizan en una red unidimensional dispuesta en una sola hilera y una red 

bidimensional en forma de plano. Los diagramas direccionales totales para estas 

configuraciones se pueden calcular por multiplicación del diagrama direccional de los 

radiadores individuales y los factores de la red. Los factores de la red quedarán determinados 

por la configuración horizontal y vertical de los radiadores y dependerán de su disposición 

geométrica. La Fig. 1 muestra una configuración de dipolo plano formado por radiadores 

individuales en disposición vertical. Esta configuración se emplea para explicar el principio de 

factorización de los diagramas direccionales. El diagrama direccional de la red se describe 

mediante la siguiente ecuación: 

A 

A 

0 

⎛ mπb 

⎞ ⎛ nπa 

⎞ 

sin 

⎜ cosϑ 

⎟ sin 

⎜ sinϕ 

sinϑ 

⎟ 

⎝ λ0 

⎠ ⎝ λ0 

⎠ ⎛ π 2πh 

⎞ 

= 2sinϑ 

cos 

⎜ − cosϕ 

⎟ 

⎛πb 

⎞ ⎛πa 

⎞ ⎝ 2 λ0 

sin 

⎠ 

⎜ cosϑ 

⎟ sin 

⎜ sinϕ 

sinϑ 

⎟ 

⎝ λ0 

⎠ ⎝ λ0 

⎠ 

D = sinϑ 

Diagrama direccional del dipolo individual 

⎛ nπa 

⎞ 

sin 

⎜ sinϕ 

sinϑ 

⎟ 

⎝ λ0 

⎠ 

H = 

⎛πa 

⎞ 

sin 

⎜ sinϕ 

sinϑ 

⎟ 

⎝ λ0 

⎠ 

Diagrama direccional de la red horizontal, n radiadores uno al 

lado de otro 

⎛ mπb 

⎞ 

sin 

⎜ cosϑ 

⎟ 

⎝ λ0 

V = 

⎠ 

⎛πb 

⎞ 

sin 

⎜ cosϑ 

⎟ 

⎝ λ0 

⎠ 

Diagrama direccional de la red vertical, m radiadores 

⎛π 

2πh 

⎞ 

R = cos 

⎜ − cosϕ 

⎟ 

⎝ 2 λ0 

⎠ 

Característica del reflector del plano de tierra 

Fig. 1: Configuración plana de dipolo 

compuesta por n*m dipolos 

dispuestos en forma vertical y su 

diagrama direccional del plano ϑ = 

90°. 

m: número de filas de dipolo 

dispuestas una encima de la otra a 

una distancia b 

n: número de columnas de dipolo 

dispuestas a una separación 

horizontal a 

82



Redes lineales 

En la práctica, con frecuencia se usa la antena ranurada a modo de red lineal. Debido a su 

característica de haz en forma de abanico y a la alta atenuación del lóbulo lateral, se las 

prefiere en los radares de vigilancia para navegación marítima. Las antenas ranuradas 

consisten de varias ranuras simples acopladas. En el siguiente capítulo se investigan las 

características de haz de estas ranuras simples. Cuando se disponen varias ranuras en una 

guía de ondas se obtiene una red de antenas lineal. Las ranuras son alimentadas por una onda 

guiada y emiten una parte de la potencia suministrada hacia el libre espacio. La disposición, el 

tamaño y la alineación de las ranuras determinan la característica direccional de toda la antena. 

Necesariamente, para emitir potencia desde una ranura, la ranura debe interrumpir las 

corrientes de superficie de la onda que viaja por la guía de ondas. Si la guía de ondas es 

alimentada con el modo fundamental de acuerdo con la Fig. 2, se obtendría la radiación 

máxima en las ranuras (2) y (3), mientras que la ranura longitudinal (1), ubicada en forma 

simétrica en la arista mayor de la guía de ondas (teóricamente) no emitiría. Por lo tanto, las 

ranuras en esta posición resultan adecuadas al crear líneas ranuradas, ya que comúnmente se 

las utiliza en las técnicas de medición de guías de ondas. 

Fig. 2: Guía de ondas rectangular 

con ranuras que conducen el 

modo fundamental. 

1: ranura longitudinal simétrica en 

la arista mayor, no emisora 

2: ranura emisora en la arista 

mayor 

3: ranura emisora en la arista 

menor 

4: ranura no emisora en la arista 

menor 

En la Fig. 3 se muestra la construcción de una antena ranurada para una guía de ondas 

rectangular que conduce el modo fundamental. 

Fig. 3: Armado de una antena 

ranurada 

1: Guía de ondas ranurada 

• l = λ 0 /2 

• d o = λ G /2 

• d 1 = (2n + 1) λ G /4; 

• n = 0, 1, 2 

• x: Offset de la ranura medido 

desde el eje de simetría 

2: Panel de cortocircuito 

Las ranuras se alternan en la arista mayor de la guía de ondas, mostrando un offset de ranura 

x desde el eje de simetría. La distancia entre ranuras d 0 alcanza aprox. λ G /2. El alternado de 

una ranura a la otra en torno del eje de simetría compensa la inversión de la polaridad de las 

corrientes en las paredes. Si la longitud I de la ranura alcanzara algo menos de la mitad de la 

longitud de onda en el libre espacio λ 0 /2 a la frecuencia de funcionamiento, entonces la ranura 

estaría en resonancia. La antena se alimenta desde un extremo (por ej., mediante una guía de 

ondas). El extremo opuesto termina con una placa de cortocircuito ubicada a una distancia d 1 

de λ G /4 desde la última ranura. Así, la guía de ondas transforma el cortocircuito en un circuito 

abierto en el lugar donde se encuentra la última ranura. La conexión en paralelo sin carga con 

83



la impedancia de la ranura no produce cambios en la impedancia. Dado que la separación 

entre ranuras d 0 alcanza λ G /2, la guía de ondas actúa como un transformador λ/2 y reproduce 

inalteradas las impedancias de la ranura en el lugar donde se encuentra la ranura adyacente. 

De esta manera, la suma total de todas las N ranuras produce el mismo efecto en el punto de 

alimentación de la antena que la conexión en paralelo de N impedancias de igual magnitud. La 

construcción de una antena ranurada se realiza siguiendo estos pasos: 

• La frecuencia de funcionamiento f y la longitud de onda guiada λ G determinan la 

longitud y la separación de las ranuras emisoras l = λ 0 /2, d o = λ G /2. 

• El número de ranuras N es una consecuencia de la directividad deseada o de los 

requerimientos de la construcción mecánica. 

• Los requisitos de adaptación en el punto de alimentación definen la impedancia 

transversal Z S necesaria para cada ranura 

• A partir de esto se puede determinar el offset x de ranura necesario. 

La alimentación de una antena ranurada resonante en funcionamiento se realiza con ondas 

estacionarias, con lo cual todas las ranuras están alimentadas con ondas de igual fase. No 

obstante, si la "salida" de la antena ranurada termina sin reflexión con un terminal de guía de 

ondas, la excitación de las ranuras se produce con las ondas que se propagan. Un cambio en 

la frecuencia produce excitación de las ranuras con ondas de distinta fase debido al cambio de 

la longitud de onda λ G de la onda guiada. En el diagrama direccional de toda la red de antenas, 

esto da origen a un efecto de conmutación del lóbulo principal. Si la frecuencia de la onda de 

excitación varía periódicamente, la dirección del lóbulo principal también varía periódicamente y 

se tiene como consecuencia una exploración del haz. Las antenas controladas por fase 

permiten el control electrónico de la dirección del haz y, por lo tanto, son superiores a los 

sistemas mecánicos lentos por naturaleza para detectar y rastrear objetivos rápidos de radar. 

Redes planas 

Una red de antenas plana es aquella en la que varias redes lineales se combinan en 

disposición paralela. Las redes planas en la tecnología de líneas microstrip son particularmente 

interesantes. Aquí se pueden integrar componentes de microondas directamente en la 

estructura de la antena (tecnología PCB). De esta manera se puede obtener una producción 

más económica de sistemas compactos. 

Tecnología microstrip 

En la Fig. 4 se muestra la construcción de una línea microstrip. 

Fig. 4: Construcción de una línea 

microstrip y su distribución de campo 

1: Línea de la cinta de ancho w 

2: Plano de tierra metálico 

3: Dieléctrica con espesor h 

El extremo superior de la línea microstrip está abierto. No se puede calcular con exactitud la 

distribución de campo en este tipo de sistema. Sólo existen ecuaciones de aproximación para 

la impedancia característica Z m y la longitud de onda λ m de las líneas microstrip. La validez de 

estas ecuaciones depende de que se mantengan ciertas condiciones límites. Por lo tanto, una 

fase de experimentación determinada sigue siendo importante en el desarrollo de circuitos en 

la tecnología microstrip. Para Z m , la literatura ofrece las siguientes ecuaciones: 

Para w/h < 1 

84



2 

377Ω 

⎡ 8h 

1 ⎛ w ⎞ 1 ⎛ ε − ⎞⎛ 

⎞⎤ 

r 

1 π 1 4 

Z = 

⎢ln 

+ ⎜ ⎟ − 

⎜ 

⎟ 

⎜ln 

+ ln 

⎟ 

m 

y para w/h > 1: 

π 2 

Z 

m 

377Ω 

⎡ 

= ⎢ 

2 ε ⎢⎣ 

2 

r 

( ε + 1) ⎢ 

⎥ ⎥ ⎣ 

w 32 ⎝ h ⎠ 2 ⎝ ε 

r 

+ 1⎠⎝ 

2 ε 

r 

π 

r 

⎠⎦ 

w 

h 

⎛ ε 1⎞ 

1 

⎤ 

r 

− ⎛ ε 

r 

+ ⎞⎛ 

⎛ w ⎞⎞ 

+ 0,441+ 

0,082 

⎜ 

⎜1,451+ 

ln 0, 94 ⎟ 

2 ⎟ + 

⎜ 

⎜ + ⎟ ⎥ 

2 

⎟ 

⎝ ε 

r ⎠ ⎝ πε 

r ⎠⎝ 

⎝ 2h 

⎠⎠⎥⎦ 

Nótense los exponentes y factores absolutamente "deformados", así como el rango de validez 

determinado por w/h. La longitud de onda λ m en una línea microstrip depende de la longitud de 

onda en el libre espacio λ 0 y de una constante dieléctrica efectiva ε eff 

λ0 

λm 

= 

ε 

eff 

−1 

Fig. 5: Impedancia característica de una línea microstrip 

con: h = 1,57 mm, ε r = 2,20. 

La constante dieléctrica efectiva ε eff en sí es una función de ε r , h y w. 

ε 

eff 

⎛ 

⎞ 

⎜ 

⎟ 

⎜ − 

= 

1 r 

1 

ε 

⎟ 

⎜ 

r 

+ 1+ 

ε 

2 

10h 

⎟ 

⎜ 1+ 

⎟ 

⎝ 

w ⎠ 

Antenas microstrip 

La característica de radiación de una antena microstrip compuesta por muchos radiadores 

individuales nuevamente quedará determinada por los factores de la red. Si fue suficiente un 

factor de red para el análisis de redes lineales, se deberían tener en cuenta dos factores de red 

(H y V) para una red plana. Lamentablemente, los paneles emisores de la red a menudo 

interactúan entre sí de manera descontrolada. Esto produce desviaciones en las características 

calculadas del sistema que no se pueden desatender, lo cual hace más difíciles las 

predicciones. Esto sucede particularmente en las redes con numerosos paneles emisores. El 

radiador de panel de una antena microstrip se puede considerar como un resonador de línea 

de cinta que funciona sin carga en ambos extremos. Con frecuencia se usan elementos de 

forma rectangular o de disco como radiadores. La Fig. 6 muestra un corte transversal de un 

resonador rectangular y la distribución de campo relacionada. 

85



Fig. 6: Radiador rectangular con 

distribución de campo relacionada (6a) y 

diagrama de circuito equivalente (6b). 

La radiación desde un panel rectangular único tiene carácter casi dipolo. La distribución de 

campo en los bordes del resonador manifiesta una "dispersión hacia fuera" de las líneas del 

campo eléctrico del resonador. De esta manera, la longitud eléctrica es mayor que la longitud 

mecánica. Esta reducción - llamada efecto ∆l - se debe tener en cuenta en ambos lados 

cuando se calcula la longitud del resonador L. Aquí, se cumple lo siguiente: 

λm L = − 2∆l 

2 

⎡ w ⎤ 

⎛ ε + ⎞⎢ 

+ 0,264 

eff 

0,3 

⎥ 

∆l 

= 0,412h⎜ 

⎟ h 

⎢ ⎥ 

⎝ ε − 0,258 ⎠⎢ 

w 

eff 

+ 0,8 ⎥ 

⎢⎣ 

h ⎥⎦ 

La zona ∆l del resonador de panel de circuito abierto tiene un comportamiento eléctrico igual al 

del capacitor C: almacena energía. Como se puede observar en la Fig. 6a, una parte de las 

líneas de campo se unen arriba del resonador. Esto genera la emisión de potencia. Por lo 

tanto, la zona ∆l en el diagrama de circuito equivalente de la Fig. 6 se puede representar 

mediante la impedancia compleja Z R = R R + jX R . La componente imaginaria X R indica la energía 

almacenada en el resonador, mientras que la resistencia de radiación R R como componente 

real describe la emisión a través de los laterales del resonador. La resistencia de radiación 

también depende, de manera complicada, de los parámetros de la línea microstrip (w, h, λ m , 

ε eff , etc.). Lo siguiente se aplica para radiadores con anchos w R < λ m /2: 

R 

R 

180Ω ⎛ λ ⎞ 

m 

= 

⎜ 

⎟ 

ε 

eff ⎝ wR 

⎠ 

2 

y para w R < 3/2*λ m : 

R 

R 

240Ω ⎛ λ ⎞ 

m 

= 

⎜ 

⎟ 

ε 

eff ⎝ wR 

⎠ 

2 

86



Fig. 7: Resistencia de radiación R R de un panel 

rectangular en función del ancho de radiador w R 

Para adaptar el radiador de panel a la línea microstrip de alimentación, es necesario conocer: 

• la impedancia compleja Z R de la zona ∆l 

• la impedancia del panel (longitud L) y 

• la impedancia característica Z m de la línea microstrip. 

87



En caso de resonancia, sólo se debe adaptar la resistencia de radiación R R a la línea de 

alimentación. La resistencia de radiación, junto con la resistencia total de pérdidas, determina 

el rendimiento de una antena microstrip. En este contexto, la red de alimentación tiene una 

importancia central. Las redes de alimentación mal dimensionadas pueden tener una 

responsabilidad de hasta el 50% en la pérdida total de la antena. En el diseño de redes de 

alimentación, se pueden distinguir las dos variantes principales que se ilustran en la Fig. 9: 

• La red de alimentación en serie, con resonadores conectados en serie 

• El alimentador común en el cual todos los radiadores están conectados en segmentos 

de línea de igual longitud (eléctrica) (Fig. 8 izquierda) 

• Una combinación de los dos (Fig. 8 derecha). 

Fig. 8: Diversas redes de alimentación 

El tipo de red de alimentación también influye sobre el 

ancho de banda alcanzable de la antena microstrip. Son 

típicos los anchos de banda de aprox. 2% de la frecuencia 

de resonancia. 

Preguntas 

1. ¿Cuál es la estructura de la red de alimentación para una antena microstrip 737 427? 

2. ¿Qué resistencia de radiación R R se necesita para armar una antena de 16 elementos para 

9,40 GHz, con los siguientes datos técnicos? 

• Substrato de microondas: Duroid 5828 con h = 1,57 mm 

• Constante dieléctrica relativa ε r = 2,20 

• 4 hileras con 4 radiadores individuales cada una. 

3. ¿Qué dimensiones se necesitan en los paneles del radiador y los segmentos de línea de 

cinta de esta antena? 

4. Determine el offset X de ranura de la antena ranurada 737 424, que funciona con una 

frecuencia f = 9,40 GHz. 

88









1 737 10 Cursor de cortocircuito 

1 737 14 Terminal para guía de ondas 




1 737 399 Juego de 10 tornillos moleteados 


1 737 424 Antena ranurada 

1 737 427 Antena microstrip 

1 501 02 Cable BNC, L = 1 m 





Se requiere adicionalmente 

1 Rollo de papel de aluminio 

1 Rollo de cinta adhesiva (cinta Scotch) 

89




Los montajes de experimentación se muestran en la Fig. 9 a Fig. 11. 


estándar 

La polarización del campo de excitación 

se encuentra en posición perpendicular 

a la dirección longitudinal de las ranuras 

y, por lo tanto, se debe girar 90º el 

transmisor. 

Fig. 10: Armado de la antena 

ranurada de guía de ondas para 

medir diagramas horizontales y 

verticales. 

La polarización del campo de excitación es perpendicular a la 

dirección longitudinal de las ranuras. 

Fig. 11: Montaje de experimentación estándar 

90




1. Diagramas horizontales de la antena ranurada, N = 7 

• El giro de la antena de prueba se realiza en el plano H de la antena fuente de 

alimentación. 

• Realice el montaje del experimento de acuerdo con la Fig. 9 y Fig. 10. La antena fuente 

emite ondas polarizadas verticalmente. El lado más grande de la bocina debe estar en 

posición horizontal. 

• ¿La distancia entre la antena fuente y la de prueba cumple con la condición de campo 

lejano?: 

( + ) 

2 d Q 

d T 

r0 

≥ 

λ 

0 

2 

d Q , d T : dimensiones más grandes (en dirección transversal o longitudinal) de la antena 

r 0 : distancia entre la antena fuente y la de prueba 

λ 0 : longitud de onda de la onda emitida. 

Analice los resultados. 

• Monte la antena ranurada de modo que las ranuras queden ubicadas en el lado opuesto 

a la antena fuente. De esta manera logrará que el lóbulo principal aparezca en la 

pantalla en 0° y no en 180°. La ranura del medio debe estar ubicada exactamente en el 

centro de la base giratoria. 








• Cambie al sistema de coordenadas Cartesianas, determine el ancho a 3 dB utilizando el 

cursor gráfico e ingrese el valor en la tabla 1. 

• Determine la eficacia direccional utilizando el cursor. De la misma manera, determine el 

nivel del lóbulo menor en el rango de +90° "en las áreas cercanas al lóbulo principal". 

Ingrese los valores en la tabla 1. 

2. Diagramas horizontales con número reducido de ranuras, N = 5 

• Cubra las ranuras externas (izquierda y derecha) con papel de aluminio. Afírmelo 

utilizando cinta adhesiva. Asegúrese de que el papel quede lo más fijo posible. 

• El experimento se realiza como se describe en el punto 1. 


• Cubra cada una de las 2 ranuras externas con papel de aluminio y asegúrelo con cinta 

adhesiva. 

• Proceda con el experimento de acuerdo con el punto 1. 

4. Diagramas verticales con número reducido de ranuras, N = 3 

• El experimento se monta como se indica en las Fig. 10 y 11. La antena fuente emite 

ondas polarizadas horizontalmente, es decir, el plano E es horizontal. 

• Reemplace la placa de cortocircuito por el cortocircuito con soporte, para armar un 

montaje vertical. Cada una de las 2 ranuras externas de la antena deben permanecer 

91



cubiertas con papel de aluminio. Inserte la antena ranurada en el orificio central para 

varillas de la base giratoria. 

• Proceda con el experimento de acuerdo con el punto 1. 

5. Diagramas direccionales de la antena ranurada vertical, N = 7 

• El montaje y procedimiento del experimento se describen en el punto 4. Retire el papel 

de aluminio de las ranuras. Cuide de no girar involuntariamente la antena. 

6. Formación de lóbulos de rejilla 

• Si la distancia entre ranuras d 0 es muy superior a λ G /2, se formarán los llamados lóbulos 

de rejilla, es decir, la energía del campo del haz ya no se concentra solo en un lóbulo 

principal. En este caso, este efecto se simula cubriendo la ranura central con papel de 

aluminio. Debe investigarse el diagrama direccional de la antena ranurada horizontal. 

Siga las instrucciones detalladas en el punto 1. Guarde la información. 

7. Conmutación y exploración del haz mediante el control de fase 

• El montaje del experimento se especifica en la Fig. 10 (modo horizontal). Modifique el 

oscilador Gunn, como se especifica en la Fig. 13, a oscilador de sintonía mecánica. 

• Retire el diafragma de acoplamiento que se encuentra entre el oscilador Gunn y la línea 

unidireccional. Reemplace la placa de cortocircuito simple por el cursor de cortocircuito. 

La frecuencia del oscilador se puede determinar con un frecuencímetro. Si no se 

contara con este dispositivo, se puede establecer el valor de frecuencia de manera 

aproximada utilizando la siguiente tabla: 

Fig. 13: Oscilador Gunn de sintonía mecánica. Los 

ajustes del cursor de cortocircuito son simplemente 

marcas de búsqueda aproximada. Entre estas 

posiciones, busque una potencia de microondas 

detectable en el medidor de nivel a/dB y trabaje con sus 

propios ajustes. 

Cursor de cortocircuito 

x/mm 

Oscilador Gunn f/GHz 

21,70 8,9 

16,30 9,9 

12,50 10,9 

• La placa de cortocircuito colocada en un extremo de la antena ranurada con 

configuración horizontal es reemplazada por un terminal para guía de ondas sin 

reflexión (737 14). Ajuste la frecuencia a 8,9 GHz (= ajuste en las proximidades de 

21,70 mm, que entrega suficiente potencia de microondas). Registre el diagrama 

direccional. Guarde los resultados como SL-89. Repita las mediciones con frecuencias 

de 9,9 GHz y 10,9 GHz, sin cambiar la antena de prueba. 

• Visualice en forma conjunta los diagramas direccionales SL-89, SL-99 y SL109 en la 

pantalla. Compare los diagramas direccionales. Determine el ángulo de exploración 

para la antena ranurada. Ángulo de exploración = diferencia angular entre la posición 

del lóbulo principal a la frecuencia mínima y máxima. 

• Repita el experimento con una antena ranurada usando la placa de cortocircuito como 

terminal (en funcionamiento en resonancia). Guarde los datos como SL-89R.DTA hasta 

SL-109R.DTA. Analice la diferencia entre el funcionamiento resonante y no resonante 

de la antena ranurada. 

92



8. Diagramas horizontales de la antena microstrip 

• Para registrar este diagrama direccional, se atornilla una varilla de 245 mm de longitud 

en la antena microstrip de modo que los resonadores y las líneas de alimentación 

queden alineadas horizontalmente. 

• Reemplace la antena ranurada indicada en el montaje de experimento de la Fig. 10 por 

la antena microstrip. 

• Conecte el detector coaxial al enchufe BNC de la base de la plataforma giratoria para 

antena utilizando un cable coaxial. 

• Vuelva a armar el oscilador Gunn en su forma básica con una frecuencia fija 

f = 9,40 GHz. 

• Dada la conocida polarización de la antena de prueba, ahora utilice la excitación con un 

campo E polarizado horizontalmente en la antena fuente. El lado mayor de la bocina 

debe estar en posición vertical. 

• En la posición inicial, el lado posterior de la antena microstrip debe estar alineado 

exactamente en forma perpendicular a la dirección de radiación principal de la antena 

fuente. 

• Registre el diagrama direccional siguiendo las instrucciones del punto 1. 

9. Diagramas verticales de la antena microstrip 

• Gire 90º la antena microstrip, de modo que los resonadores y las líneas de alimentación 

queden alineados verticalmente. Ahora la excitación se produce con un campo E 

polarizado verticalmente en la antena fuente. 

• Proceda como se describe en el punto 1. Registre el diagrama direccional vertical. 

Tabla 1: Parámetros de las antenas ranuradas 

Antena Ancho a 3 dB Lóbulos laterales Eficacia direccional 

vertical 

horizontal 

Antena ranurada 

N=7 


N=5 


N=3 

93



Respuestas 

1. La red de alimentación es una combinación de alimentadores comunes y en serie. Cuatro 

radiadores están conectados en serie en una hilera. Las 4 hileras están conectadas entre sí 

desde las entradas a través de una red común que conecta todas las hileras al enchufe coaxial 

mediante líneas microstrip de igual longitud eléctrica. 

2. La separación entre los radiadores individuales de una hilera alcanza λ m /2. Cada hilera tiene 

cuatro radiadores. Por lo tanto, la entrada de cada hilera tiene una impedancia de R R /4. Las 

cuatro hileras están conectadas en paralelo mediante una red común. Para que el punto de 

alimentación de 50 Ohm esté adecuadamente adaptado, cada radiador debe tener una 

resistencia de radiación R R = 16*50 Ohm = 800 Ohm. 

3. Cuando R R = 800 Ohm, obtenemos los siguientes parámetros para los paneles 

rectangulares: 

Ancho del radiador W R : 6,5 mm 

DK efectiva: 

1,92 (constante dieléctrica) 

Longitud de onda λ m : 

23,1 mm 

Longitud del radiador: 9,97 mm (incluido el efecto ∆I) 

La impedancia característica de una red de alimentación depende del ancho de la línea de 

cinta w. Dado que el segmento de línea entre dos radiadores cualquiera de una hilera tiene 

exactamente λ m /2 de longitud, la impedancia característica de este segmento de línea puede 

tener cualquier valor para la transformación de impedancias. Para Z m = 100 Ohm 

(seleccionado) obtenemos: 

Ancho de línea w: 1,4 mm 

ε eff : 1,77 

Longitud de línea L: 13,25 mm 

4. Número de ranuras: N = 7 

De esto surge para la impedancia normalizada de la ranura individual: 

z = 

Z 

Z 

L 

1 

= 

N 


a = 10,16 mm 

b = 22,86 mm 

λ 0 . = 31,9 mm 

1 

= ≈ 0,14 

7 

λ G = 44,5 mm 

Por lo tanto: X = 2,5 mm 

94



Resultados 


Antena de prueba: Ranura Comentarios 


prueba 


d Q 100 mm Mayor medición transversal de la antena de bocina mientras 

está emitiendo 

d T 200 mm Diámetro del reflector 

( + ) 

2 

2 d Q 

d T 

r0 

≥ r o > 5625 mm No se cumple con la condición de campo lejano. Las 

λ0 

mediciones con la antena ranurada se realizan en campo 

próximo. 

1. Diagramas horizontales de la antena ranurada, N = 7 

Plano H 




Rojo: Aproximación mediante mejor ajuste (con reflector). 

La excitación se produce con un campo polarizado 

verticalmente. 

Plano H 



95



Plano H 




Rojo: Aproximación mediante mejor ajuste (con reflector) 

Plano H 






Plano H 





Excitación con campo polarizado verticalmente 

Plano H 



Plano H 





Plano H 





96




Plano H 





Excitación con campo polarizado verticalmente 

Plano H 



Plano H 





Plano H 





4. Diagramas verticales con número reducido de ranuras, N = 3 

Plano E 




Excitación con campo polarizado horizontalmente 

Plano E 



97



Plano E 



Plano E 





5. Diagramas direccionales de la antena ranurada vertical, N = 7 

Plano E 




Plano E 



Plano E 





Plano E 





98



Visualización conjunta de los diagramas direccionales, N = 3 y N = 7, vertical. 

Plano E 



Negro: N = 7 

Rojo: N = 3 

Plano E 



Negro: N = 7 

Rojo: N = 3 

Visualización conjunta de las antenas ranuradas verticales en cantidades absolutas 

Visualización conjunta de las ranuras simples en 

representación absoluta. Si bien los diagramas 

direccionales verticales son más o menos similares, la 

intensidad de la señal recibida varía considerablemente 

en mV. 

Curva negra: Diagrama vertical, N = 7 

Curva roja: Diagrama vertical, N = 3 

Plano H 



Observación 

Los diagramas direccionales verticales para N = 3 y N = 7 son casi idénticos. No obstante, en el 

caso de N = 7 hay mayor sensibilidad. 

Conclusión: 

La antena ranurada tiene una directividad pronunciada en el plano H y un excelente haz en 

abanico en el plano E. (Esto se da en el lateral que tiene las ranuras.) Este tipo de 

característica de haz en abanico se usa particularmente para navegación marítima. 

99



6. Formación de lóbulos de rejilla 

Plano H 



Diagrama direccional de una antena ranurada horizontal 

con la ranura central cubierta. Excitación con campo 

polarizado verticalmente 

Plano H 



7. Conmutación y exploración del haz mediante el control de fase 

Visualización conjunta de la conmutación y exploración del 

haz con una antena ranurada con terminal sin reflexión. 

La posición del eje principal se mantiene aproximadamente 

constante. 

Nota: 

La potencia de salida del oscilador Gunn disminuye debido 

al cambio en la cavidad del resonador. 

Plano H 


Representación lineal: A 2 (ϑ) 

8. Diagramas horizontales de la antena microstrip 

Plano E 




Plano E 



100



Observación: 

Las distorsiones en el plano E del diagrama direccional son producidas por el enchufe N y el 

alimentador. 

9. Diagramas verticales de la antena microstrip 

Plano H 



Plano H 



Observación: 

Las distorsiones que producen el enchufe N y la red de alimentación en el plano H son 

considerablemente menores que las del diagrama horizontal. 

Tabla 1: Parámetros de las antenas ranuradas 

Antena Ancho a 3 dB Lóbulos laterales Eficacia direccional 

vertical 

horizontal 


N=7 


N=5 


N=3 

94° 12° -10,3 dB / –18° 13,5 dB 

14° -11,4 dB / –23° 13,0 dB 

90° 27° -13,5 dB / –41° 14,1 dB 

101


Tecnología de medición de antenas 

Ganancia y adaptación 


Ranuras simples 

Las ranuras radiantes normalmente se encuentran integradas en redes. De esta manera, se 

pueden adaptar la concentración del haz, la ganancia, etc., a los requerimientos respectivos. 

En el capítulo anterior se examinó una red de antenas de este tipo. La ranura simple que se 

presenta aquí es interesante porque es similar al dipolo elemental. Considere una ranura 

radiante que se extiende en una placa metálica plana infinita. Su característica de radiación 

está formada por una apertura de longitud w y ancho h (ver Fig. 2). Su función se puede 

describir de diversas maneras: 

• como una apertura lineal (ranura estrecha o fuente lineal, cuando L >> λ 0 ) 

• como sección de una línea ranurada con cortocircuito en los extremos (forma especial 

de un circuito de dos hilos simétrico) 

• como antena dipolo complementaria según el principio de Babinet. 

Los mejores resultados obtenidos con las antenas ranuradas de este experimento fueron 

aquellos en los cuales se utilizó el principio de dualidad de Babinet. Esto se debe a que el 

complemento de una ranura radiante es una antena dipolo conocida y fácil de calcular. Las 

leyes de la Óptica permiten calcular los diagramas direccionales para aperturas de cualquier 

forma dada, si se conoce el diagrama direccional de la estructura complementaria. Al combinar 

la apertura emisora con su complemento, se obtiene una pantalla total sin distorsión, ver Fig. 1. 

Las siguientes reglas son importantes: 

• Los diagramas direccionales de antenas complementarias son idénticos. 

• Las direcciones de los vectores de campo eléctrico y magnético son intercambiables. 

• La polarización de las antenas es ortogonal una respecto de la otra. 

• A fin de obtener diagramas direccionales idénticos, se debe girar 90º la antena 

complementaria. 

Fig. 1: Las aperturas y sus 

complementos 

I: Apertura rectangular en la pantalla 

conductora y complemento 

II: Apertura en forma de A en la pantalla 

conductora y complemento 

El diagrama direccional de una ranura corta se corresponde entonces con el de un dipolo (ver 

Fig. 2), al punto que las direcciones de los campos eléctrico y magnético se invierten. Esto 

último también se aplica para la tensión U, la corriente I, la impedancia Z y la admitancia Y, etc. 

Lo siguiente se aplica para la relación entre la impedancia de ranura Z S y la impedancia del 

dipolo complementario Z D : 

Z 

S 

Z 

D 


Z S , Z D : 

= Z 0 

= 60π 

2 

Z 0 = 120 π = 377 Ω 

Impedancia de la ranura y del dipolo complementario 

Impedancia de la onda en el libre espacio 

102



La Fig. 2 muestra el diagrama direccional de un dipolo así como la ranura (L = 15 mm; w = 2 

mm) y el complemento correspondiente. La ranura corresponde al radiador utilizado en el 

siguiente experimento. 

Fig. 2: Diagrama 

direccional del dipolo 

utilizado como 

complemento del radiador 

ranurado en este 

experimento. Las 

componentes E ϕ del dipolo 

se corresponden con las 

componentes E Θ de la 

ranura. 

La premisa estándar de que la apertura de la antena se encuentra ubicada en una pantalla 

conductora de extensión infinita (reflector con σ = ∞), nunca se cumple. Además, la difracción 

en los bordes del reflector altera el diagrama direccional de la antena de apertura. La influencia 

de las dimensiones de la pantalla depende del tamaño de la apertura y de la longitud de onda. 

Muchas antenas de apertura reales (por ej., las de bocina, las parabólicas, etc.) funcionan aún 

sin reflectores. Sus diagramas direccionales no se desvían de manera notable de los que 

tienen pantalla, si las aperturas son grandes en comparación con la longitud de onda. Un 

ejemplo de este tipo es la ranura longitudinal radiante en la pared externa de un tubo cilíndrico. 

Este tipo de tubo puede ser percibido como una pantalla curva. El diámetro del tubo D influye 

entonces sobre el diagrama direccional de la ranura. Las antenas ranuradas en forma de tubo 

se usan con frecuencia en los sistemas de transmisión para radiodifusión de FM y televisiva. 

Para π D >> λ 0 , la ranura solo emite en un lado, perpendicular a la superficie del tubo. Por el 

contrario, cuando π D < λ 0 /2, el diagrama direccional en el plano horizontal se aproxima a un 

círculo. 

Fig. 3: Antena ranurada en forma de 

tubo con línea de alimentación. 

Existen varias posibilidades de 

alimentación para la antena ranurada. 

Con frecuencia se acopla un cable 

coaxial a la ranura en un lugar 

adecuado. En el experimento se 

considera el caso de la alimentación con 

guía de ondas. 

Supongamos que se propaga el modo fundamental TE 10 dentro de una guía de ondas 

rectangular. Su campo eléctrico estará orientado en forma perpendicular a los lados amplios de 

la guía de ondas. Esta distribución de campo será la que excite la ranura. La ranura emitirá 

sólo una parte de la potencia suministrada hacia el libre espacio. Se requeriría una adaptación 

del 100% del modo de guía de ondas a la impedancia de la ranura para lograr emitir toda la 

potencia. Dado que no se puede cumplir con este requisito previo, se refleja una cantidad más 

o menos considerable de la potencia suministrada a la ranura (Γ > 0). Por lo tanto, las antenas 

ranuradas requieren un elemento adaptador para lograr un funcionamiento óptimo. Una ranura 

alimentada a través de una guía de ondas sólo emite hacia el hemisferio que se encuentra 

103



frente a la placa base (reflector). El diagrama direccional de la ranura en este hemisferio tiene 

una forma idéntica a la de un dipolo complementario. 

104



La ganancia de la ranura es el doble de grande que la del dipolo, ya que la radiación sólo se 

produce en dirección frontal. (Los dipolos emiten en dirección frontal y trasera.) La polarización 

entre el dipolo y la ranura es ortogonal. 

Fig. 4: Alimentación con guía de ondas 

de una antena de una ranura 

1: Ranura en la pantalla conductora 

2: Distribución del campo E en la ranura 

3: Ranura radiante en el plano 

transversal de una guía de ondas 

Dado que la adaptación es un requisito previo importante para todas las antenas y, en especial, 

para las ranuras, en la tabla 1 se presenta la potencia reflejada y transmitida en % y dB en 

función de distintas adaptaciones incorrectas expresadas por r y SWR (relación de ondas 

estacionarias). 

P R : potencia reflejada 

P i : potencia incidente 

P T : potencia transmitida 

Tabla 1: Pérdidas de reflexión 

ρ=|Γ| SWR P refl /P i [%] P refl /P i [dB] P T /P i [%] P T /P i [dB] 

0,10 1,22 1,0 -20 99 -0,04 

0,15 1,35 2,3 -17 98 -0,10 

0,20 1,50 4,0 -14 96 -0,20 

0,25 1,67 6,3 -12 94 -0,30 

0,30 1,85 9,0 -10 91 -0,40 

0,35 2,10 12,3 -9 88 -0,60 

0,40 2,33 16,0 -8 84 -0,80 

0,45 2,64 20,3 -7 80 -1,00 

0,50 3,00 25,0 -6 75 -1,25 

El método de las tres antenas 

El método de las 3 antenas permite realizar mediciones de la ganancia cuando se tienen 3 

incógnitas. En realidad el método es una extensión del método de 2 antenas, en el cual se 

miden dos antenas idénticas. 

Fig. 5: Configuración de la medición para determinar la 

ganancia de una antena según el método de las 3 

antenas. 

G 1 y G 2 : Ganancia de la antena 1 y 2 

r 0 : Distancia entre los centros de fase de las antenas 

105



Condiciones ideales de medición: 

• Se supone que los centros de fase de todas las antenas investigadas aquí están 

ubicados en sus planos de apertura. 

• Ambas antenas se encuentran en un espacio sin reflexión (sin reflexión terrestre, 

inclusive), a una distancia de una a la otra que asegura las condiciones de campo 

lejano. Entonces la existencia de frentes de onda planos y uniformes estaría 

garantizada. No hay interacción entre las antenas. 

• La antena transmisora se adapta a la fuente y la antena receptora se adapta al receptor 

(detector). Las mediciones se deben realizar en una serie de 3 mediciones de ganancia 

de 2 antenas respectivamente. Durante el proceso, sucesivamente se reemplazará una 

antena por cada medición parcial. De esta manera se obtiene un sistema de ecuaciones 

lineales con 3 valores de ganancia desconocidos G 1 , G 2 , G 3 . 

Primera medición: 1->2 

Segunda medición: 1->3 (reemplace la 2 por la 3) 

Tercera medición: 2->3 (reemplace la 1 por la 2) 

En las mediciones se determina la potencia relativa recibida P i con i=1,2,3 y la potencia relativa 

transmitida P T . La distancia r 0 se debe mantener constante, mientras que la longitud de onda 

λ 0 será un valor fijo y conocido (32 mm). Por lo tanto, con las variables lineales G 1,lin , G 2,lin , G 3,lin 

se obtiene el siguiente sistema de ecuaciones: 

P1 

P 

T 

P2 

P 

T 

P3 

P 

T 

⎛ λ0 

4 r ⎟ ⎞ 

= 

⎜ 

⎝ π 

0 ⎠ 

⎛ λ0 

4 r ⎟ ⎞ 

= 

⎜ 

⎝ π 

0 ⎠ 

⎛ λ0 

4 r ⎟ ⎞ 

= 

⎜ 

⎝ π 

0 ⎠ 

⎛ 4πr 

⎞ 

⎜ ⎟ 

⎝ ⎠ 

2 

2 

2 

2 

G 

G 

G 

1, lin 

1, lin 

2, lin 

G 

G 

G 

2, lin 

3, lin 

3, lin 

Con a 0 como atenuación en el libre espacio: 

0 

a 

0 

= ⎜ λ ⎟ 

al resolver G lin en forma logarítmica G, se obtiene: 

0 

P 

G1 G a 10 log 

1 

+ 

2 

= 

0 

+ = 

0 

+ 

1 

PT 

P 

G1 G a 10 log 

2 

+ 

3 

= 

0 

+ = 

0 

+ 

2 

PT 

P 

G2 G a 10 log 

3 

+ 

3 

= 

0 

+ = 

0 

+ 

3 

PT 

a 

a 

a 

a − a 

a 

a 

T 

− a 

T 

− a 

T 

Notas: 

Este conjunto de ecuaciones lineales contiene sólo los valores logarítmicos: 

• G 1 /dB, G 2 /dB y G 3 /dB: ganancia de las 3 antenas bajo estudio 

• a 1 , a 2 , a 3 : potencia relativa recibida, medida con el medidor de nivel a/dB de Cassy-Lab 

• a T : potencia relativa transmitida, medida con el medidor de nivel a/dB de Cassy-Lab. 

Esta potencia permanece inalterada durante todo el experimento. 

Las variables r 0 , λ 0 , necesarias para determinar a 0 se miden o se conocen. Por lo tanto, la tarea 

es resolver un sistema de 3 ecuaciones lineales con las 3 variables desconocidas G 1 , G 2 , G 3 . 

106



Equipos y accesorios necesarios: 



1 737 033 Juntura coaxial macho / macho N 




1 737 085 Dispositivo de bloqueo de CC 

1 737 09 Atenuador variable 

1 737 12 Guía de ondas de 200 mm 


1 737 14 Terminal para guía de ondas 


1 737 18 Acoplador de cruce 

1 737 197 Codo en E 

1 737 20 Antena de bocina pequeña 


1 737 22 Juego de 4 diafragmas ranurados con soporte 


1 737 399 Juego de 10 tornillos moleteados M4 


1 737 420 Reflector de diafragmas ranurados 

1 737 424 Antena ranurada 

1 737 427 Antena microstrip 

1 737 440 Juego de antenas helicoidales 

1 501 02 Cable BNC, L = 1 m 





(): Recomendado 

107




1. Diagramas horizontales de antenas de una ranura 

• Arme el experimento como se ilustra en la Fig. 6. 


estándar 

Gire el transmisor unos 90°. 

• El registro de los diagramas direccionales se realiza de la manera habitual. La guía de 

ondas de 200 mm termina con el diafragma deseado (tipo A...D) que se use como 

antena de prueba. Utilice el detector coaxial para desmodular la señal de microondas. 

Conecte la salida a la entrada de la plataforma giratoria para antena. 

• Utilice el soporte especial con tornillos moleteados para fijar los diafragmas. Además, el 

diagrama direccional se puede registrar junto con la placa base de 300 X 300 mm (737 

420). Guarde la medición con un nombre de archivo, por ej.: 

SL-15-0 (Tipo A) 

SL-15-45 (Tipo B) 

SL-10-0 (Tipo C) 

SL-10-90 (Tipo D). 

Fig. 7: Diversos radiadores ranurados 

La adaptación es importante en los diafragmas con 

ranuras. Cuando no se realiza una adaptación, se puede 

esperar la siguiente relación de ondas estacionarias 

(SWR): 

SWR ≈ 1,5 para el tipo A 

SWR ≈ 5 para el tipo B 

SWR ≈ 15 para el tipo C. 

108



2. Adaptación de antenas ranuradas 

• Monte el experimento como se muestra en la Fig. 8. 

Fig. 8: Vista completa de la sección de guía de ondas del 

montaje del experimento 

• Oscilador Gunn 737 01 

• Línea unidireccional 737 06 

• Modulador PIN 737 05 

• Dispositivo de bloqueo de CC 737 085 

• Atenuador 737 09 

• Acoplador de cruce 737 18 

• Terminal para guía de ondas 737 14 

• Juntura guía de ondas / línea coaxial 737 03 

• Transformador de 3 tornillos 737 135 

• Diafragmas ranurados y soporte 737 22 

Nota: 

El dispositivo de bloqueo de CC 737 085 que se encuentra 

entre el modulador PIN y el atenuador es necesario para 

evitar un cortocircuito del suministro de la mesa giratoria. 

Si se produjera un cortocircuito, reinicie la mesa 

interrumpiendo brevemente el suministro eléctrico. El 

sistema está protegido. 

Fig. 8a: Vista parcial de la fuente de microondas 

Acoplador de cruce con diafragma transversal de 2x. 

Fig. 8b: Vista parcial de la ranura radiante 15-0° 

109



• Calibre la señal reflejada a 0 dB. Para ello, reemplace la ranura 15-0 de la Fig. 8b por 

una placa de cortocircuito. Monte el detector coaxial en la juntura guía de ondas / línea 

coaxial. Conecte la salida del detector a la entrada TEST ANTENNA IN de la plataforma 

giratoria. Gire el micrómetro del atenuador hasta que el medidor de nivel a/dB de la 

pantalla muestre 0 dB. No modifique por ahora el ajuste del atenuador. 

• Mida la potencia reflejada a refl de la ranura 15-0 con el diafragma sin adaptar. Para ello, 

intercambie la placa de cortocircuito con la ranura 15-0 (Fig. 8b). Anote el nivel de 

potencia a refl medida en la tabla 2. 

• Mueva el detector coaxial hacia una antena de prueba receptora, por ej., hacia la 

antena microstrip. Mida la potencia transmitida a T . 

• Repita el experimento luego de mejorar la adaptación con el transformador de 3 

tornillos. Ingrese sus mediciones en la tabla 2. Analice los resultados. ¿Cómo se podría 

mejorar aún más la adaptación? ¿Qué se puede decir sobre el uso de la línea de 

medición ranurada? Imagine cómo se vería la distribución de la relación de ondas 

estacionarias con distintas desadaptaciones. 

Tabla 2: Adaptación de la ranura 15–0° 

Calibración con 

cortocircuito 

Desadaptada 

Adaptada 

a refl /dB 

a T /dB 

110



3. El método de las tres antenas 

• El montaje del experimento se ilustra en la Fig. 9. La distancia media r 0 entre las 

antenas fuente y de prueba deber ser aproximadamente 800 mm. 


estándar 

Fig. 10: Vista completa de la sección de guía de ondas del 

montaje del experimento 

• Oscilador Gunn 737 01 

• Línea unidireccional 737 06 

• Modulador PIN 737 05 

• Dispositivo de bloqueo de CC 737 085 

• Atenuador 737 09 

• Acoplador de cruce 737 18 

• Terminal para guía de ondas 737 14 

• Juntura de guía de ondas / línea coaxial 737 

03 

• Transformador de 3 tornillos 737 135 

• Diafragmas ranurados y soporte 737 22 

• Utilice una fuente de microondas según se describe en el punto 1. Utilice el dispositivo 

de bloqueo de CC para separar la juntura guía de ondas / línea coaxial del resto del 

transmisor. Nota: ¡sin el dispositivo de bloqueo de CC, la plataforma giratoria para 

antena estaría en cortocircuito! 

• Sustituya el diafragma por la juntura guía de ondas / línea coaxial con detector coaxial y 

mida la potencia transmitida a T . Conecte la salida del detector coaxial a la entrada de la 

plataforma giratoria para antena y mida la potencia transmitida. 

• Utilizando el atenuador, calibre el medidor de nivel a/dB (Cassy-Lab) exactamente en 

a T = 0 dB. Esto requiere una atenuación típica de alrededor de 20 dB y asegura el 

funcionamiento según la ley del cuadrado del detector coaxial. 

• Reestablezca la siguiente configuración: 

Antena transmisora = antena 1 (antena de bocina grande) 

Antena receptora = antena 2 (antena helicoidal). Utilice la varilla de 245 mm para la 

antena helicoidal. 

• Mida la potencia relativa recibida a 1 /dB. Gire la antena receptora en forma manual hasta 

medir la máxima señal de recepción. Anote el valor de a 1 en la tabla 2. 

• Calcule la longitud de onda λ 0 a partir de la frecuencia del oscilador Gunn f = 9,40 GHz 

e ingrese este valor en la tabla 2. La siguiente ecuación se aplica para la longitud de 

onda: 

λ 0 300 = 

mm f / GHz 

111



• Intercambie la antena receptora. 

Antena transmisora = antena 1 (antena de bocina grande) 

Antena receptora = antena 3 (antena microstrip), polarización vertical. 

• Determine la potencia de recepción a 2 . Ingrese los valores medidos en la tabla 3. 

• Intercambie la antena transmisora. 

Antena transmisora = antena 2 (antena helicoidal con codo en E y juntura coaxial / 

coaxial macho / macho) 

Antena receptora = antena 3 (antena microstrip). 

• Determine la potencia de recepción a 3 . Ingrese los valores medidos en la tabla 3. 

• Calcule la ganancia de las 3 antenas utilizando las formulas de la tabla 3. 

Tabla 3: Determinación de la ganancia 

r 0 = 800 mm 

λ 0 = 32 mm 

Medición 

a 0 = 50 dB 

a T = 0 dB 

Evaluación 

Medidor 

de nivel 

Corrección de 

nivel +3 dB 

Fórmula 

Ganancia/ 

dB 

TX RX a/dB 

Bocina 

(G 1 ) 

Helicoidal 

(G 2 ) 

a c /dB 

1 

a 1 = a 1c = G1 

dB 

= [ a0 

+ a1 

c 

+ a2 

− a3c 

] G 

2 

1 = 

Bocina 

(G 1 ) 

Helicoidal 

(G 2 ) 

Microstrip 

(G 3 ) 

Microstrip 

(G 3 ) 

1 

a 2 = a 2 = G2dB 

= [ a0 

+ a1 

c 

− a2 

+ a3c 

] G 

2 

2 = 

1 

a 3 = a 3c = G3dB 

= [ a0 

− a1 

c 

+ a2 

+ a3c 

] G 

2 

3 = 

112



Resultados 

1.1 Diagramas horizontales de la ranura simple, tipo A 

Plano H 




Plano H 



1.2 Diagramas horizontales de la ranura simple, tipo B 

Plano H 



Plano H 



1.3 Diagramas horizontales de la ranura simple, tipo C 

Plano H 



Plano H 



113



1.4 Diagramas horizontales de la ranura simple, tipo D 

Plano H 



Plano H 



1.5 Visualización conjunta de todas las ranuras simples 

Visualización conjunta de las ranuras simples en 

representación absoluta. Si bien los diagramas 

direccionales, excepto el tipo D, son más o menos 

similares, la intensidad de la señal recibida varía 

considerablemente en mV. 

Curva negra: Tipo A, ranura 15-0° 

Curva roja: Tipo B, ranura 15-45° 

Curva roja: Tipo C, ranura 10-0° 

Curva roja: Tipo A, ranura 10-90° 

Plano H 



2. Adaptación de antenas ranuradas 

Tabla 2: Adaptación de la ranura 15–0° 

Calibración con 

cortocircuito 

a refl /dB 

a T /dB 

0 --- 

Desadaptada -8,4 -1,4 

Adaptada -21,5 -1,4 

Observación: 

Una mejor adaptación reduce considerablemente la potencia reflejada, mientras que la 

potencia transmitida se mantiene inalterada. Las relaciones se confirman con los valores 

matemáticos de la tabla 1. A una SWR de 3, se reflejan - 6 dB de potencia. Esto lleva a una 

reducción de - 1,25 dB en la potencia de transmisión. Al mejorar la SWR a 1,22, la potencia 

reflejada se reduce de – 14 dB a – 20 dB, mientras que la potencia de transmisión aumenta 

exactamente +1,2 dB. En la Fig. 11 se muestra una representación gráfica de la distribución de 

campo de distintas SWR’s. 

114



Fig. 11: Distribución de campo de diversos valores de la 

relación de ondas estacionarias (SWR) 

Conclusión: 

• Sólo con gran dificultad se puede mejorar la adaptación de las cargas cuyas SWR’s ya 

se encuentran dentro del rango de 1,5. 

• La adaptación también se puede mejorar utilizando el transformador de tornillo 

deslizante (737 13). La adaptación fija es más fácil de controlar utilizando una 

disposición que incluya un reflectómetro, como se muestra en la Fig. 10. 

3. El método de las tres antenas 

Tabla 3: Determinación de la ganancia 

Medición 

r 0 = 800 mm 

λ 0 = 32 mm 

a 0 = 50 dB 

a T = 0 dB 

Evaluación 

Medidor 

de nivel 

Corrección de 

nivel +3 dB 

Fórmula 

Ganancia/ 

dB 

TX RX a/dB 

Bocina 

(G 1 ) 

Helicoidal 

(G 2 ) 

ac/dB 

1 

a 1 = -24 a 1c = -21 G1 

dB 

= [ a0 

+ a1 

c 

+ a2 

− a3c 

] G 

2 

1 = 18 

Bocina 

(G 1 ) 

Helicoidal 

(G 2 ) 

Microstrip 

(G 3 ) 

Microstrip 

(G 3 ) 

a 2 = -16 a 2 = -16 

1 

G2dB 

= [ a0 

+ a1 

c 

− a2 

+ a3c 

] 

2 

G 2 = 11 

a 3 = -26 a 3c = -23 

1 

G3dB 

= [ a0 

− a1 

c 

+ a2 

+ a3c 

] 

2 

G 3 = 16 

Referencias: 

r 0 : 

a 0 : 

a T : 

a 1c , a 3c : 

Distancia media entre las antenas de prueba y fuente 

Valor de atenuación en el libre espacio 

Nivel de potencia relativa del transmisor, ajustado por el atenuador a 0 dB. 

La antena helicoidal se alimenta con ondas polarizadas linealmente. Esto 

produce una disipación de la ganancia de –3 dB (50%). Por lo tanto, se debe 

tener en cuenta la corrección de nivel siempre que haya una antena helicoidal 

incluida en la medición. 

115



Servicio 

Esperamos que no sea necesario leer estas líneas. No obstante, en caso de surgir problemas 

con la estación de medición de antenas, intente determinar el origen de las perturbaciones con 

los siguientes procedimientos para solucionar problemas: 

1. ¿Se está generando potencia de RF? 

Solo se puede generar potencia de RF cuando el oscilador Gunn 737 01 está recibiendo 

tensión de CC. 

• Mida la tensión de alimentación U G y la corriente I G de los osciladores Gunn con 

multímetros externos. Valores típicos: U G .= 9 V I G = - 130 mA 

• ¿El oscilador Gunn está bien armado? Asegúrese usando la hoja de instrucciones 

correspondiente. No instalar el diafragma con ranura o intercambiar por accidente la 

pared trasera y el diafragma impide definitivamente que se genere potencia de 

microondas. 

• ¿Están conectados "a nivel" todos los componentes de la guía de ondas, es decir, no 

están desalineados unos 90º? 

2. ¿Funciona el modulador PIN? 

• El amplificador de la plataforma giratoria para antena sólo puede detectar tensiones de 

CA. En consecuencia, se debe modular la señal de microondas. Esto sucede en el 

modulador PIN. 5 V, aprox. 1000 Hz. 

3. Controle la polarización cruzada 

• La antena fuente y la antena de prueba deben funcionar con la misma polarización. De 

otra manera se producirán pérdidas de atenuación de la polarización. 

116

T 7.6 TecnologÃƒÂ­a de antenas

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?

T 7.6 TecnologÃƒÂa de antenas