¿Qué es una antena direccional?

En este artículo hablaremos de antena direccional. Se trata de una amplia categoría de antenas que tienen una gran directividad y se adaptan a distintas aplicaciones. En primer lugar, comprenderemos la importancia de las antenas en la communicación. Con la creciente popularidad de la communicación inalámbrica, las antenas se han convertido en un elemento crucial de los modernos sistemas de communicación.

Las antenas reciben y transmiten señales de radio por medios inalámbricos (ondas electromagnéticas). Existen varios tipos de antenas. La mayoría de estas antenas se clasifican en función de su aplicación, la forma de la onda generada y la gama de frecuencias de funcionamiento. Según la forma de la onda generada, las antenas se dividen en dos categorías principales: antenas omnidireccionales y antenas direccionales. Este artículo tratará brevemente las antenas direccionales, los distintos tipos de antenas direccionales, sus aplicaciones, ventajas y desventajas. Por último, concluiremos identificando algunos factores clave que deben tenerse en cuenta a la hora de seleccionar una antena direccional para una aplicación determinada.

¿Qué es una antena direccional?

Como se ha mencionado anteriormente, las antenas se clasifican en función de la forma de onda generada como antenas omnidireccionales y direccionales. Aquí, antenas omnidireccionales generan una forma de onda que proporciona una cobertura de 360 grados en todas direcciones, mientras que una antena direccional proporcionaría una cobertura confinada a un sector de ángulo. La principal característica de una antena direccional es su alta ganancia direccional. Además, la mayoría de las antenas direccionales pueden cambiar de dirección electrónicamente sin ningún sistema mecánico de soporte. Esta es otra característica de las antenas direccionales. Los principales parámetros que rigen estas características son la directividad y el diagrama de radiación de la antena.

Las antenas direccionales funcionan de forma similar al resto de antenas. Reciben y transmiten señales de radio generadas por un backend de RF que genera señales eléctricas. Estas señales eléctricas se envían a un sintetizador de RF para armonizarlas con la frecuencia requerida. En el caso de las antenas direccionales, las señales de radio generadas se estrechan hasta formar un haz enfocado en una dirección determinada.

Tipos de antena direccional

Ahora vamos a discutir brevemente algunos de los tipos de antenas direccionales. Estas antenas direccionales se clasifican en función de su diagrama de radiación. Algunos de los tipos más destacados de antenas direccionales son:

Antenas Yagi: Este tipo de antena consta de varios directores que ayudan a dirigir el haz de radiación hacia una dirección determinada. Estas antenas se utilizan principalmente para la radiodifusión de televisión y radio. Las antenas Yagi-Uda son adecuadas para aplicaciones que requieren alta ganancia y alta directividad. Además, estas antenas se utilizan en communicaciones punto a punto.

Antenas parabólicas: Estas antenas consisten en una parábola con una placa sólida o una placa de malla metálica como reflector para conseguir un haz direccional en cada dirección. Las antenas parabólicas están diseñadas para resistir vientos de gran velocidad y lograr una communicación punto a punto de larga distancia. Además, las antenas parabólicas se consideran antenas de precisión, por su capacidad para enfocar un único punto de interés.

Antenas de panel: Las antenas de panel están especialmente diseñadas para montarse en torres y paredes. Se utilizan mucho en redes Wi-Fi y celulares. Pueden facilitar una amplia cobertura en comparación con otros tipos de antenas direccionales, por lo que se utilizan tanto en interiores como en exteriores.

Log antenas periódicas: Estas antenas son como Antenas Yagi, pero los elementos dipolares de estas antenas se colocan de forma triangular para conseguir un escalado logarítmico de la frecuencia de la señal de radio. Esto se consigue disminuyendo los elementos dipolares a lo largo de la línea de alimentación de la antena. Estas antenas pueden manejar altas frecuencias.

Antenas parabólicas: Las antenas parabólicas están equipadas con un reflector que amplifica la ganancia de la antena. Estas antenas se utilizan para sistemas de communicación por satélite que requieren una gran ganancia.

Antenas sectoriales: Estas antenas se montan en la parte superior de las torres de redes celulares para proporcionar transmisión a un sector de área. Los sectores más common que cubren estas antenas son 60, 90 y 120 grados. Estas antenas se utilizan sobre todo en redes celulares y sistemas Wi-Fi de alta ganancia.

Sy1TP14Antenas de trompeta: Estas antenas están diseñadas para conseguir diagramas de radiación symmetrical en una dirección determinada. Proporcionan una gran anchura de haz en comparación con otras antenas direccionales. Se utilizan en aplicaciones de defensa y aeroespaciales.

Aplicaciones de la antena direccional

Ya hemos hablado de algunas de las principales características de las antenas direccionales. Ahora vamos a hablar de algunas de las principales áreas de aplicación de las antenas direccionales. Las principales áreas de aplicación de las antenas direccionales son las siguientes:

• Radiodifusión: Las antenas direccionales, como las parabólicas y las parabólicas, se utilizan mucho en la radiodifusión y la transmisión por satélite. Además, las antenas Yagi-Uda se utilizan para la radiodifusión y la televisión.
• Telecommunicaciones: En telecommunicación, las antenas direccionales desempeñan un papel crucial. Muchas aplicaciones de telecommunicación se realizan con antenas direccionales. Las antenas sectoriales y de panel se utilizan mucho en torres de redes celulares y sistemas Wi-Fi. Además, las antenas helicoidales y de parche se utilizan en distintos dispositivos IoT para conectarse a redes celulares más grandes.
• Redes inalámbricas: Las antenas sectoriales y de panel se utilizan ampliamente en sistemas Wi-Fi y sistemas de redes informáticas para lograr una alta ganancia en un entorno de interior. Además, las antenas direccionales desempeñan un papel fundamental en la realización de redes IoT modernas.
• Satélite co1TP14Comunicaciones: Las antenas parabólicas se utilizan en communicación por satélite por su gran ganancia y precisión.
• Militar y defensa: Las antenas direccionales, como las helicoidales, las de parche y las log periódicas, se utilizan en aplicaciones militares para communicación, localización y seguimiento de objetivos.

Ventajas de la antena direccional

Algunas de las ventajas destacadas de las antenas direccionales son las siguientes:

• Las antenas direccionales pueden facilitar señales de radio con alta ganancia direccional. Pueden proporcionar señales con mayor intensidad y calidad.
• Las antenas direccionales pueden proporcionar una amplia cobertura, permitiendo la transmisión a mayor distancia en comparación con las antenas omnidireccionales.
• Gracias a su alta ganancia direccional, estas antenas pueden permitir la transmisión incluso en entornos con interferencias extremas.

Desventajas de la antena direccional

A pesar de sus ventajas, el uso de antenas direccionales también tiene algunas desventajas. Entre ellas están:

• Proporcionan un área de cobertura limitada. Las antenas direccionales sólo pueden dar cobertura a un área determinada o a un sector
• Dado que las antenas direccionales deben cubrir un área determinada, su instalación y configuración son más complejas que las antenas omnidireccionales.
• Las antenas direccionales no tienen un diseño tan flexible y versátil como las omnidireccionales

Comparación de antenas omnidireccionales y direccionales

Hemos descrito algunas de las principales ventajas e inconvenientes de las antenas direccionales. Ahora vamos a hablar de antena direccional frente a antenas omnidireccionales. En comparación con las antenas omnidireccionales, las antenas direccionales pueden proporcionar cobertura a un área limitada, mientras que las antenas omnidireccionales proporcionan una cobertura de 360 grados. Sin embargo, en comparación con las antenas omnidireccionales, las direccionales tienen un rendimiento superior frente a las interferencias. Esto se debe a su elevada ganancia direccional. Otro aspecto a tener en cuenta es la versatilidad de estos tipos de antena. Las antenas omnidireccionales son más versátiles que las direccionales debido a su pequeño tamaño y diseño sencillo. Por lo tanto, las antenas omnidireccionales se utilizan mucho en aplicaciones IoT en comparación con las antenas direccionales.

¿Cómo elegir la antena direccional adecuada?

A la hora de elegir la antena direccional adecuada, debe conocer los distintos tipos de antenas direccionales disponibles. Dependiendo del tipo de antena direccional, el caso de uso de la antena varía. Sin embargo, en función de los siguientes factores, podemos reducir nuestras opciones. Estos factores incluyen:

• Gama de frecuencias de funcionamiento requerida: Debemos determinar la gama de frecuencias de funcionamiento requerida. Esto ayudará a determinar el número de elementos dipolares y el tamaño de los elementos reflectores de la antena.
• Ganancia: Esto asegurará la selección apropiada de la antena para adaptarse a la interferencia máxima permisible en la red de communicación.
• Ancho de haz: El ancho de haz previsto de la antena determinará el área de cobertura y la dirección de cobertura de la antena.
• Entorno operativo: El entorno operativo ayudará a determinar las interferencias y el tipo de antena que se adapta al entorno en cuestión. También ayudará a comprender los requisitos de ganancia de la antena.
• Instalación: Por último, debido a las diversas variedades de antenas direccionales, es necesario tener en cuenta la instalación específica del producto y los consejos de configuración proporcionados por el fabricante.

Conclusión

En este artículo hemos hablado de las antenas direccionales y sus tipos. Se explican los distintos tipos de antenas direccionales y los casos de uso de cada tipo. Además, se analizan las ventajas e inconvenientes de las antenas direccionales para comprender mejor sus aplicaciones. Por último, se presentan algunos factores clave a la hora de elegir una antena direccional.