3) APLICACIONES:

 

La aplicación fundamental de las antenas es la transmisión y recepción de información empleando para ello radiación electromagnética.

 

Para codificar la información se emplea una señal base denominada portadora. Esta es una señal de gran potencia y frecuencia capaz de ser emitida por la antena. Sobre la portadora se aplica otra señal, la modulante, que se encarga de transmitir la información propiamente dicha a la portadora.

 

Existen varias formas de modulación:

 

Modulación de Amplitud: La modulante se aplica a la portadora cambiando su amplitud trazando la envolvente de la señal a transmitir. Presenta el problema de afectar al alcance de la señal, ya que cuanto menor sea su amplitud, antes se atenuará.

 

Modulación de frecuencia: La frecuencia de la portadora varía en función de la información a transmitir. No hay variaciones de amplitud, y por tanto el alcance no cambia.

Modulación de fase: En este caso la información se codifica como cambios en la fase de la señal portadora.

 

 

La codificación de información sobre la portadora da lugar a distintas aplicaciones concretas.

 

Telegrafía, radiodifusión y televisión:

 

Es su uso inicial, las antenas se emplearon para transmisiones de telegrafía sin hilos. La evolución tecnológica pronto derivaría en la aparición de la radio, y posteriormente la televisión. Las transmisiones telegráficas, de radio iniciales emplearon frecuencias relativamente reducidas, a las que se asocian longitudes de onda largas. Esto hace de estas emisiones relativamente inmunes a obstáculos, y con la capacidad de recorrer grandes distancias. De hecho, el posible aprovechar la reflexión de la señal en la ionosfera para aumentar aún más el alcance. La televisión, por su parte, requiere de frecuencias más altas, ya que debe transmitir una mayor cantidad de información. Estas frecuencias más altas son más sensibles a obstáculos, y más direccionales, lo que obliga a emplear repetidores y amplificadores a distancias relativamente reducidas. Téngase en cuenta que el alcance del VHF está limitado a la línea visual.

 

 

Comunicaciones Punto-Punto:

 

La principal aplicación de las antenas es sin duda la transmisión de información, sea del tipo de sea, comunicaciones por teléfono móvil, transferencia de datos entre redes de ordenadores, canales de televisión etc. El parámetro crítico en este campo es el ancho de banda, la capacidad de transmitir una gran cantidad de información en poco tiempo. Para conseguir esto es necesario emplear frecuencias muy elevadas. Por tanto, actualmente las microondas son el tipo de radiación más empleado.

 

La transmisión por microondas presenta diversas ventajas frente al par trenzado ó el cable coaxial:

 

1)      La atenuación de la señal al radiar información a través de microondas es muy inferior a la que se sufre en las transmisiones por cable. Por tanto, son necesarios un menor número de repetidores / amplificadores.

 

2)      No es necesario adquirir los derechos de paso por el terreno intermedio entre los puntos de interés. Sólo hace falta adquirir una pequeña superficie donde instalar la antena.

 

3)      El coste total de transmisión a muy larga distancia puede ser inferior empleando comunicaciones punto - punto por microondas que por cable coaxial.

 

 

Al tiempo, presenta los siguientes inconvenientes:

 

1)      La emisión es altamente direccional lo que obliga a alinear con precisión las antenas.

2)      La reducida longitud de onda hace que la emisión sea muy sensible a fenómenos físicos de dimensiones reducidas, como las propias gotas de lluvia, o niebla, lo que puede reducir la eficacia de la transmisión según el tiempo atmosférico.

3)      El alcance está limitado, inicialmente a la línea visual (aquí no puede emplearse la ionosfera como pantalla natural). Por tanto, ese alcance, suponiendo potencia de emisión suficiente como para despreciar las pérdidas, ronda los 80 kms para antenas a 100 metros de altura.

 

 

La antena más usada para las transmisiones punto – punto es la parabólica. Presenta la ventaja frente a otras de emitir un haz fuertemente direccional y bastante estrecho, lo que minimiza la extinción del frente de ondas emitido (la energía se distribuye sobre una superficie menor). Al mismo tiempo, esto supone el inconveniente de requerir una gran precisión en el alineado, especialmente si tenemos en cuenta que las microondas  pueden verse refractadas por la atmósfera y afectadas por obstáculos en la superficie.

 

 

 

 

Además de las aplicaciones en las que la antena emite información codificada, hay otras en las que su papel es más pasivo, limitándose a emitir pulsos de características determinadas, y recibirlos para su posterior análisis. Este análisis abre las puertas a multitud de aplicaciones.

 

Radar:

 

El radar fue desarrollado inmediatamente antes de la Segunda Guerra Mundial, y su uso eficaz por parte de los aliados jugó un importante papel en su victoria final.

 

El radar se basa en la emisión de una señal de radio que es reflejada por el objeto de interés. La capacidad de resolución de esta emisión dependerá de su longitud de onda, tanto mejor cuanto menor sea ésta. Tras ser reflejada por el objetivo, la señal es recibida de nuevo, y su análisis permite determinar la distancia, posición e incluso tamaño aproximado y velocidad de dicho objeto, gracias al efecto doppler introducido sobre la señal emitida, que alterará su longitud de onda original.

 

Meteorología:

 

Del mismo modo que el radar tradicional, el radar meteorológico se basa en el análisis del eco de la señal de sondeo producida sobre las nubes y gotas de agua. El análisis de esta señal retornante permite estudiar tridimensionalmente la densidad de la nube, presencia de precipitaciones etc.

 

 

Radioayudas a la navegación:

 

La navegación marítima y aérea hace un uso intensivo de los sistemas de radar y comunicaciones, pero también existen dispositivos específicos para que un avión ó barco puedan navegar autónomamente.

 

NDB: Radiobaliza no direccional. El nombre es engañoso. Esta radioayuda permite al receptor identificar la dirección de la que viene la señal, pudiendo orientar el barco / avión hacia ella, del mismo modo que lo haría un faro luminoso tradicional.

 

VOR: Radiofaro Omnidireccional de muy alta frecuencia. Empleado en aviación, usa señales VHF y permite que el receptor identifique el radial de emisión sobre el que se encuentra, la distancia exacta (lo que permite determinar con precisión el punto geográfico actual del avión), y haciendo uso del efecto doppler, la velocidad real respecto de tierra (y no respecto del aire) con la que se desplaza, lo que permite estimar tiempos precisos de llegada.

 

ILS: Sistema de Aterrizaje Instrumental: Se trata de dos haces perpendiculares fuertemente direccionales emitidos desde la pista de aterrizaje. Uno de ellos marca el eje de la pista, el otro la senda de descenso adecuada para que el avión tome tierra en su cabecera con un margen de error de pocos metros. Permite aterrizar bajo condiciones de visibilidad nula.

 

GPS: Sistema de Posicionamiento Global por satélite: Capaz de indicar la posición exacta sobre la superficie de la tierra.

 

Reconstrucción de superficies, elaboración de mapas:

 

Desde satélites en órbita es posible enviar impulsos sobre la superficie de un planeta (no necesariamente la tierra), y registrar el tiempo necesario para recibir el eco de la señal. De este modo se puede determinar de forma muy precisa la distancia exacta al planeta y reconstruir con la superficie que hay por debajo del satélite independientemente de las condiciones meteorológicas. Este método se ha empleado con gran éxito por la sonda Magallanes en Venus, cuya densísima atmósfera hace imposible observar sus superficie desde el exterior. La imagen inferior muestra la reconstrucción de la superficie del planeta a partir de los datos de radar aportados por la sonda Magallanes.