Resumen Antenas

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Antenas
De la teoría a la práctica
Castillo Campomanes Kenya
Hernández Hernández Liliana Lizbeth
Argüelles Chimal Leonel
Montalvo Mazaba Santiago
1. Introducción
En 1887, Heinrich Rudolf Hertz realizó el primer experimento de antena satisfactorio, para producir y detectar ondas de radio.
Guglielmo Marconi desarrolló y comercializó tecnología inalámbrica por la introducción de un sistema radiotelegráfico.
Su experimento más famoso fue el transatlántico.
Las antenas monopolares también se denominan antenas Marconi.
Dado que una antena es un dispositivo esencial para cualquier sistema de radiodifusión, comunicación o radar, siempre ha existido la necesidad de nuevos y mejores antenas para adaptarse a las aplicaciones existentes y emergentes. 
En algunos sistemas, la antena ahora ya no es solo un simple dispositivo de transmisión/recepción, sino un dispositivo que está integrado con otras partes del sistema para lograr un mejor rendimiento.
Sistemas de radio y antenas
Un sistema de radio es un sistema electrónico que emplea ondas de radio, un tipo de onda electromagnética hasta frecuencias de GHz.
Una antena es un dispositivo que puede radiar y recibir energía electromagnética en una manera eficiente deseada.
El campo eléctrico
El campo eléctrico (V/m) se define como la fuerza (en Newtons) por unidad de carga (en Coulomb).
El campo magnético
El campo magnético (A/m) es el campo vectorial que forma bucles cerrados alrededor de las corrientes eléctricas o imanes.
Ecuaciones de Maxwell
Las ecuaciones de Maxwell son un conjunto de ecuaciones presentadas por primera vez como un grupo distinto en la segunda mitad del siglo XIX por James Clerk Maxwell.
Las ecuaciones de Maxwell describen la interrelación entre campos eléctricos, campos magnéticos, carga eléctrica y corriente eléctrica.
Ley de inducción de Faraday
Esta fuerza significa que la fuerza electromotriz inducida es proporcional a la tasa de cambio del flujo magnético a través de una bobina. En términos sencillos, el movimiento de un conductor a través de un campo magnético produce una tensión.
Ley de circuitos de Ampere
Esto significa que durante la carga o descarga de un condensador aparece un campo magnético.
Ley de Gauss para campos eléctricos
La relación de equivalencia entre cualquier flujo, por ejemplo, de líquidos, eléctrico o gravitacional, que sale de cualquier superficie cerrada y el resultado de fuentes y sumideros internos, como cargas eléctricas o masas encerradas dentro de la superficie cerrada.
Ley de Gauss para campos magnéticos
Las líneas de campo magnético son bucles cerrados; por tanto, la integral de B sobre una superficie cerrada es cero. Para un campo electromagnético armónico en el tiempo, podemos utilizar las relaciones constitutivas
2. Conceptos de circuitos y líneas de transmisión
2.1 Conceptos de circuitos
Con este circuito se pueden numerar sistemas de nuestra vida diaria. Partiendo de esto, el análisis de circuitos se tiene que considerar 4 puntos clave:
Corriente eléctrica (I)
Voltaje (V)
Impedancia (Z=R + jX )
Potencia eléctrica (P)
La ley de Ohm es la teoría fundamental de los circuitos eléctricos. 
En un circuito de CA:
Para obtener la potencia:
Recordar: La impedancia es un numero complejo 
Para DC
Para AC
2.1.1 Sistemas de elementos agrupados y distribuidos
Podemos decir que en un sistema de elementos agrupados la frecuencia es relativamente baja y la longitud de onda es relativamente grande. Sin embargo, la frecuencia de un sistema distribuido es relativamente alta y la longitud de onda es relativamente corta.
2.2 Teoría de la línea de transmisión
Una línea de transmisión es la estructura que forma la totalidad o parte de un camino de un lugar a otro para dirigir la transmisión de energía, como la transmisión de energía eléctrica y las ondas ópticas.
2.2.1 Modelo de línea de transmisión
La línea de transmisión más simple es una línea de transmisión conductora de dos hilos.
2.2.2.1 Líneas de transmisión sin pérdidas
Anteriormente
Dado que la función de la línea de transmisión es transmitir información de un lugar a otro con pocos cambios, la pérdida de la línea de transmisión debe minimizarse.
2.2.3 Línea de transmisión terminada
El voltaje y la corriente de una línea de transmisión son cantidades distribuidas; son funciones de la posición z. 
2.2.3.1 Impedancia de entrada
La impedancia de entrada de una línea de transmisión se define como la relación entre el voltaje y la corriente en el puerto de entrada y es la impedancia grande a la carga.
2.2.3.2 El coeficiente de reflexión y la pérdida de retorno
Ambos coeficientes de reflexión (de voltaje y de potencia) son una buena medida de cuánta señal/potencia se refleja desde el terminal.
2.2.3.3 Relación de onda estacionaria de voltaje 
Se define como la relación entre la magnitud del voltaje máximo en la línea y la magnitud del voltaje mínimo en la línea.
2.3.1 El gráfico de Smith
Es una ayuda gráfica diseñada para que la utilicen los ingenieros de radiofrecuencia para resolver problemas de líneas de transmisión y circuitos de adaptación.
2.3.2.1 Redes de coincidencia agrupadas
Las redes de adaptación agrupadas se pueden dividir en tres tipos básicos:
La red L
La red T
La red pi (π)
2.3.3 El factor de calidad y el ancho de banda
El ancho de banda de la antena se maximiza cuando la disipación de potencia es comparativamente alta. 
2.4 Varias líneas de transmisión
Hay muchas líenas de transmisión desarrolladas para diversas aplicaciones, las mas usadas son:
Dos hilos
Cable coaxial
Microstrip
Stripline
Guía coplanar
Guía de onda
2.4.1 Línea de transmisión de dos hilos
La separación de los alambres es D y el diámetro de los alambres es d. el medio entre los alambres tiene una permitividad de ε
2.4.2 Cable coaxial
El cable coaxial consta de un alambre central aislado (conductor interno) montado dentro de un conductor externo tubular.
2.4.3 Línea microcinta
Una línea de microcinta puede verse como un derivado de una línea de transmisión de dos hilos y es quizás la forma más utilizada de línea de transmisión plana.
2.4.4 Línea de banda
Una línea de banda es un conductor intercalado por un dieléctrico entre un par de plano de tierra. Puede verse como una estructura evolucionada de un cable coaxial.
2.4.5 Guías de ondas coplanares
Puede considerarse una estructura que evolucionó a partir de un cable coaxial.
Esta estructura también se puede ver como una franja coplanaria. El conductor central está separado de un par de planes de tierra.
2.4.6 Guías de ondas
Una guía de ondas consta de una sola pieza de metal, que es tuvular, generalmente con una sección transversal circular o rectangular.
2.5 Conectores
Casi todas las líneas de transmisión deben terminarse en conectores adecuados, lo que facilita mucho la interconexión de dispositivos.