Difficulty in choosing an appropriate forecasting method

Existen diversos par ´ametros para describir el rendimiento de una antena. tales como: los patrones de radiaci ´on, ganancia, impedancia y algunos par ´ametros mec ´anicos. 2.3.1. Patr ´on de radiaci ´on

El patr ´on de radiaci ´on de una antena es una representaci ´on gr ´afica de la distribuci ´on de radiaci ´on de una antena como funci ´on de la direcci ´on angular. La representaci ´on pue- de ser en coordenadas cartesianas, polares (dos y tres-dimensional). El plano azimutal es aquel que est ´a en funci ´on del ´anguloφ(plano horizontal), mientras que el plano ortogonal a ´este, conocido como el plano que contiene al ´angulo de elevaci ´on es aquel que est ´a en funci ´on del ´anguloθ como se observa en la figura 9 y la direcci ´on de propagaci ´on es a lo largo del eje z.

Figura 9: Sistema coordenado para el an ´alisis del patr ´on de radiaci ´on de una antena.

De acuerdo con Balanis, (Balanis A, 2005) (p.27), un patr ´on de radiaci ´on isotr ´opico se define como “una antena hipot ´eticamente sin p ´erdidas que irradia la misma canti- dad de energ´ıa en todas direcciones” (Figura10-a). Un patr ´on de radiaci ´on direccional es aquel que proviene de una antena que tiene la propiedad de radiar o recibir ondas electromagn ´eticas de manera efectiva en algunas direcciones m ´as que en otras (Figu- ra10-b). Un patr ´on de radiaci ´on omnidireccional se define como uno que tiene un patr ´on no-direccional en un plano dado, mientras que si presenta un patr ´on de radiaci ´on direc- cional en un plano ortogonal a ´este (Figura10-c). La figura 10 muestra la representaci ´on

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(a) Isotr ´opico. (b) Direccional. (c) Omnidireccional.

Figura 10: Tipos de patrones de radiaci ´on para antenas.

gr ´afica de los patrones de radiacion mencionados. 2.3.2. L ´obulos del patr ´on de radiaci ´on

De acuerdo con Balanis (Balanis A, 2005) (p. 30), un l ´obulo de radiaci ´on se define como “una porci ´on del patr ´on de radici ´on delimitada por una regi ´on de intensidad de radiaci ´on relativamente d ´ebil”. Los l ´obulos se pueden clasificar en dos tipos: l ´obulos prin- cipales y l ´obulos secundarios; dentro de la clasificaci ´on de estos ´ultimos se encuentran los l ´obulos laterales y los l ´obulos traseros como se ejemplifica en la figura 11.

2.3.3. Direccionalidad

La direccionalidad (D) (o ganancia directiva) se define como “la raz ´on de la intensi- dad en una direcci ´on dada y la radiaci ´on a esa misma distancia que rad´ıa una antena isotr ´opica” (Balanis A, 2005).

D = 4πI(φ, θ)

Prad

, (1)

donde I es la intensidad de radiaci ´on y P es la potencia total irradiada. Esta cantidad est ´a directamente relacionada con el ancho del haz, pues si un patr ´on de radiaci ´on es altamente directivo el ancho del haz es m ´as angosto.

2.3.4. Ganancia

Esta cantidad se encuentra altamente relacionada con la direccionalidad. Es una me- dida que tiene en cuenta la eficiencia de la antena, as´ı como sus capacidades directivas. La ganancia de la antena (en una direcci ´on) se define como “el aumento de potencia en la direcci ´on m ´axima de radiaci ´on”. La ganancia (G) se produce debido a la alta con- centraci ´on de el campo elecromagn ´etico irradiado por la antena en una zona (Balanis A, 2005).

G = 4πI(φ, θ)

Pin

(2)

2.3.5. Relaci ´on frente-atr ´as (Front-to-back-ratio)

La relaci ´on frente-atr ´as es una comparaci ´on del esparcimiento hacia adelante (θ= 00) en funci ´on del esparcimiento hacia atr ´as (θ = 1800_{) (“front to back ratio” o F2B) es una} cantidad que describe cuantas veces es mayor el esparcimiento electromagn ´etico hacia adelante en funci ´on del esparcimiento hacia atr ´as como se ilustra en la figura 12-(a). Para fines pr ´acticos esta cantidad la definiremos como “F2B-RF”.

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(a) F2B-RF (b) F2B-OPT

Figura 12: Patr ´on de radiaci ´on donde se muestra la direcci ´on conocida como “hacia adelante (front)” y a que direcci ´on se le conoce como “hacia atr ´as (back)”.

ci ´on frente-atr ´as; a esta cantiad le llamaremos “Front-to-back ´optico” (F2B-OPT). En este caso ser ´a una cantidad de comparaci ´on de cuanta radiaci ´on se tiene hacia adelante en un rango de ´angulos que conforman todo el hemisferio superior del patr ´on de radiaci ´on (estrellas, Figura 12-(b)) dividida entre la radiaci ´on que se tiene en el hemisferio inferior del patr ´on e radiaci ´on (tri ´angulos, Figura 12-(b))

2.3.6. Eficiencia

La eficiencia total de una antena se utiliza para tener en cuenta las p ´erdidas en las terminales de entrada y dentro de la estructura de la antena. Se define como la relaci ´on entre la potencia radiada y la potencia entregada a la antena,ε=Prad/Pin. Otra forma de

expresar la eficiencia es mediante la relaci ´on entre la ganancia y la directividad (Balanis A, 2005).

ε = G

D (3)

2.3.7. Ancho de banda

El ancho de banda de una antena se define como el rango de frecuencias dentro del cual el rendimiento de la antena, con respecto a algunas caracter´ısticas, se ajusta a

estandares espec´ıficos. En otras palabras, puede ser considerado como el rango de fre- cuencias a cada lado de una frecuencia central (usualmente la frecuencia de resonancia del d´ıpolo), donde las caracter´ısticas de la antena (como la ganancia, impedancia, patr ´on de radiaci ´on, etc) no cambien significativamente de la frecuencia central.