TEORA DE LOS RADIADORES ELECTROMAGNTICOS ELEMENTALESTeora de los radiadores electromagnticos Ing. Esteban Salvador Olivares Lpez

Temario: Unidad 1:Teora de los radiadores electromagnticos elementales

1.1 Ecuaciones de Maxwell. 1.2 Funciones de potencial vectorial magntico y escalar elctrico. 1.3 Dipolo elctrico elemental o de Hertz. 1.4 Dipolo corto. 1.5 Dipolos largos. Dipolo de /2. 1.6 Teora de las imgenes, aplicada a los radiadores electromagnticos: monopolo /4. 1.7 Ejemplos con dipolos y monopolos, que poseen otras longitudes elctricas (n /2). * En los subtemas 1.3, 1.4, 1.5 y 1.6 se tratarn los siguientes conceptos: vector de Poynting promedio, densidad de potencia, potencia radiada y resistencia de radiacin correspondientes al campo electromagntico emitido por el radiador ah tratado.

Objetivos particulares de la unidad

El alumno resolver los problemas bsicos relacionados con la obtencin y el empleo de las expresiones que describen las propiedades ms relevantes del campo electromagntico producido por algunos radiadores electromagnticos fundamentales; haciendo uso para ellos de ciertos modelos matemticos que describen las distintas distribuciones de corriente que se pueden manifestar a lo largo de los mismos.

Introduccin

Algunos propiedades clave de las ondas electromagnticas viajando en el espacio libre y en otros medios uniformes estn resumidos aqu. Ellas establecen los parmetros bsicos y las relaciones que se usan como un trasfondo estndar cuando consideramos problemas en las antenas y la propagacin. Mostraremos como cualquier medio uniforme puede representarse por una configuracin de parmetros y el comportamiento de las ondas electromagnticas en medios similares pueden calcularse fcilmente.

Ecuaciones de Maxwell Un campo elctrico es producido por un campo magntico variante en el tiempo. (Ley de Faraday)

Un campo magntico es producido por un campo elctrico variante en el tiempo o por una corriente. (Ley de mpere) Las lneas de campo elctrico pueden, en uno u otro caso, iniciar y terminar en cargas ser continuas. ( Ley de Gauss) Las lneas de campo magntico son continuas. (Ley de Gauss)

Ecuaciones de Maxwell (continuacin)H E B v s D D J 0 0 Amp/m Volts/m Weber/m2 C/m3 C/m2 C/m2 C/s-m2 Amp/m2 1/ x m Fd/m Hy/m Intensidad de campo magntico Campo elctrico Densidad de flujo magntico Densidad volumtrica de carga Densidad superficial de carga Densidad de campo elctrico Densidad de corriente de desplazamiento (existe en los dielctricos). Densidad de corriente de conduccin (existe adentro de los conductores) Conductividad Permitividad del espacio libre = 8.8541945 x 10-12 Permeabilidad magntica del espacio libre = 4 x 10-7

Funciones de potencial vectorial magntico y escalar elctrico.

A (Vector potencial magntico) El vector potencial A para una fuente de corriente elctrica J.

EA =

e jA= -jA-j (1/)

(

A)

F (Vector potencial elctrico)

El vector potencial F para una fuente de corriente magntica M.

HF = -jF - (j/)

(

F)

.

Funciones del vector potencial en la regin de campo lejano.

Para fuentes de corriente elctrica, potencial A

. , Para los componentes y ya que

, Para los componentes y ya que

.

Funciones del vector potencial en la regin de campo lejano.(continuacin..)

Para fuentes de corriente magntica, potencial F

.

, Para los componentes y ya que

, Para los componentes y ya que

Dipolo elctrico elemental o de Hertz.(Elemento de corriente)

Se le llama dipolo elctrico elemental al dipolo cuyas dimensiones (longitud) es mucho menor que un cincuentavo. El dipolo corto tiene las caractersticas de del dipolo elemental. Caractersticas. Son del tipo antena de alambre. No son muy prcticos. La amplitud de la corriente de excitacin decrece uniformemente, casi linealmente desde el centro. Se utilizan para representar las antenas de sombrero. Se utilizan para construcciones en bloque de geometras ms complejas.

Dipolo elctrico elemental o de Hertz. (continuacin)

Dipolo elctrico elemental o de Hertz. (continuacin..)

Parmetros asociados.

La resistencia de radiacin tpica es de 0.3 ohms. La eficiencia de reflexin y la eficiencia total es muy pequea. La reactancia es capacitiva.

Dipolo elctrico elemental o de Hertz. (continuacin..)