Tipos de antenas en sistemas de comunicación básicos

Ya sea que lo vea o no, todos los dispositivos inalámbricos usan una antena para enviar y recibir frecuencias de radio. El tamaño y la forma de una antena dependen del tamaño de la longitud de onda de la señal. Las frecuencias de radio altas, como las que se utilizan en los teléfonos móviles, tienen longitudes de onda cortas, por lo que las antenas pueden ser muy pequeñas. Las señales de radio de baja frecuencia tienen longitudes de onda largas, por lo que se necesitan antenas más largas. Las antenas pueden estar hechas de casi cualquier metal o aleación. La parte que recibe o envía una señal se llama elemento. Otras partes que puede ver que sobresalen de una antena se denominan reflectores o directores, que ayudan a capturar la señal en el elemento.

Antenas direccionales y de estación base

Las torres de estaciones de radio y las torres de telefonía celular se conocen como antenas de estación base. Estos son omnidireccionales en el plano horizontal, lo que significa que pueden enviar y recibir señales en cualquier dirección paralela al horizonte. Las antenas direccionales se enfocan en una sola dirección. Las antenas montadas en platos parabólicos son direccionales. Otros ejemplos incluyen reflectores de esquina, que son dos placas a 90 grados entre sí para enfocar las señales, y antenas Yagi. Las antenas Yagi constan de varios elementos rectos, cada uno de media longitud de onda, con varillas rectas paralelas a cada elemento llamados reflectores o directores. Los ejemplos más comunes de antenas Yagi incluyen antenas de TV VHF y UHF y antenas de radioaficionado de alta frecuencia.

Antenas de vehículos

Las antenas que ve en los vehículos, como camiones y vehículos de servicio de emergencia, se denominan monopolos o antenas de látigo de cuarto de onda. Estas antenas constan de un solo elemento vertical, de un cuarto de longitud de onda. Cuando se monta en el techo de metal de un vehículo, el techo se convierte en un reflector del plano del suelo, lo que hace que el vehículo y la antena sean una antena dipolo. Cuanto menor sea la frecuencia, más largo debe ser el monopolo. Por ejemplo, una antena VHF de banda baja de 50 MHz debe tener 5 pies de altura. Un monopolo de 850 MHz tiene solo 3,5 pulgadas de alto.

Antenas Portátiles

Las antenas de las radios portátiles más antiguas utilizan un cable que se enrolla helicoidalmente alrededor de una varilla dentro de la radio. Esto mantiene la antena lo suficientemente pequeña como para que la radio se pueda llevar en un cinturón o en una solapa, pero facilita la pérdida de la señal. Debido a que las longitudes de onda utilizadas por los teléfonos celulares y las computadoras portátiles son tan altas (2.4GHz y 5.8GHz para Wi-Fi, por ejemplo), incluso la carcasa más pequeña puede acomodar varias antenas en su interior. Hasta 1993, los teléfonos móviles tenían antenas extraíbles externas. Esta característica era necesaria porque las frecuencias de los teléfonos móviles estaban en el rango de los 900 MHz, cerca de la de los teléfonos inalámbricos, lo que requería una antena mucho más larga que la actual.

Antenas inteligentes

Los arreglos de antenas inteligentes incluyen varios conjuntos de elementos y controles computarizados para mover las antenas. Algunos de los elementos se mueven para captar con mayor precisión las señales deseadas. Otros elementos se utilizan para identificar señales de radio de fuentes no deseadas que de otro modo causarían interferencia. La matriz puede entonces ajustarse para enfocarse en las señales deseadas y eliminar las señales interferentes. Los arreglos de antenas inteligentes son costosos, pero generalmente presentan un ahorro de costos porque pueden recibir y procesar muchas señales simultáneamente de diferentes emisores.