Caracterización de antenas: ganancia, diagrama de radiación y adaptación de impedancia

Fundamento

El diagrama de radiación se mide en una cámara anecoica, cuyas paredes absorben las reflexiones y crean condiciones de espacio libre, o en un campo de ensayo al aire libre. La antena en ensayo se monta en un posicionador que la gira en acimut y en elevación mientras una antena de referencia, a distancia suficiente para estar en la región de campo lejano, recibe la señal; el registro de la potencia recibida en función del ángulo dibuja el diagrama en los planos principales, del que se leen el ancho de haz a media potencia, el nivel de los lóbulos secundarios y la relación entre el lóbulo principal y la radiación hacia atrás. La ganancia se determina por comparación con una antena patrón de ganancia conocida o por el método de las tres antenas, que no requiere patrón. La adaptación se mide con un analizador vectorial de redes, que determina el coeficiente de reflexión en el puerto de entrada en función de la frecuencia y de ahí la relación de onda estacionaria y las pérdidas de retorno, que dicen cuánta potencia vuelve. Para las antenas de campo cercano se usa el escaneo de campo cercano, que mide amplitud y fase sobre una superficie próxima y calcula el campo lejano por transformación matemática, lo que permite caracterizar antenas grandes en espacios chicos. En sistemas instalados se agrega la reflectometría en el dominio del tiempo, que localiza fallas en el cable y en los conectores por la distancia a la que aparece la reflexión.

Matriz (en qué muestra)

Antenas de estaciones base y de radioenlaces; antenas de radiodifusión; antenas de equipos móviles y de internet de las cosas; sistemas radiantes instalados

Equipamiento necesario¿Dónde lo compro?

Cámara anecoica con posicionador de dos ejes o campo de ensayo; analizador vectorial de redes calibrado; generador de señales y analizador de espectro; antenas patrón de ganancia conocida; sistema de escaneo de campo cercano; reflectómetro en el dominio del tiempo; medidor de potencia de radiofrecuencia.

Reactivos¿Dónde lo compro?

Ninguno.

Material de laboratorio¿Dónde lo compro?

Cables y conectores de precisión; kits de calibración del analizador; absorbentes; soportes y mástiles.

Consumibles¿Dónde lo compro?

Conectores; cables de prueba, que se degradan con el uso.

Unidad

1 · dBi de ganancia · grados de ancho de haz · dB de nivel de lóbulos secundarios y de relación adelante-atrás · relación de onda estacionaria adimensional · dB de pérdidas de retorno

Rango de referencia

Relación de onda estacionaria aceptable por debajo de 1,5 en sistemas de estación base; ganancias de 2 dBi en antenas omnidireccionales simples a más de 20 dBi en antenas de radioenlace; anchos de haz de 65 grados típicos en sectoriales de telefonía

Norma que lo exige

Ley 27.078 Argentina Digital y las resoluciones del Ente Nacional de Comunicaciones sobre homologación de equipos de telecomunicaciones y sobre sistemas radiantes; las normas técnicas del ENACOM para radiodifusión y para servicios de comunicaciones móviles; las especificaciones de compra de los operadores; los requisitos de habilitación de estaciones radioeléctricasnorma internacional

Norma que describe la técnica

IEEE Std 149 para los métodos de ensayo de antenas; IEC 61169 para conectores de radiofrecuencia; las recomendaciones del sector de radiocomunicaciones de la Unión Internacional de Telecomunicaciones sobre características de antenas; CISPR 16-1-6 para la calibración de antenas de medición; IEEE Std 1720 para el ensayo en campo cercanonorma internacional

Edición y vigencia de la norma

IEEE Std 149-2021; CISPR 16-1-6:2014+A1:2017

Volumen de muestra

No destructivo. Se caracteriza cada modelo de antena en los planos principales y en toda su banda de frecuencias

Conservación y transporte

La distancia de campo lejano depende del tamaño de la antena y de la frecuencia, y medir demasiado cerca deforma el diagrama y sobreestima el ancho de haz: es el error clásico en antenas grandes, y para eso existe el escaneo de campo cercano. El analizador de redes se calibra con el kit en el plano de referencia exacto donde se conecta la antena, porque los cables y los conectores aportan pérdidas y desfasajes que se atribuyen a la antena si no se calibra bien. Las mediciones en exteriores se hacen sin lluvia y con el entorno despejado, y se documentan las reflexiones posibles.

Límite de detección típico

0,1 dB de resolución en potencia; 0,01 en relación de onda estacionaria

Incertidumbre típica

±0,5 a 1 dB en ganancia según el método; ±0,05 en relación de onda estacionaria

Área

Electrotecnia; Instrumentación y control; Metrología y calibración

Fecha de última actualización: 10/9/2026