Antenas, Cables, Montajes, Adaptadore y Accesorios Para Inalámbricos
Diagramas de radiación de la antena: Plano H, Plano E, Planos XY XZ YZ
Table of Contents
Patrones de radiación de antena:
Este artículo explica los patrones de radiación de las antenas, detallando cómo la polarización (lineal, vertical y horizontal) se relaciona con el plano E y el plano H, y cómo los planos XY, XZ y YZ corresponden a esos campos.
¿Qué es un patrón de radiación de antena?
Un patrón de radiación, o patrón de antena, es una representación gráfica de cómo una antena específica irradia o recibe energía electromagnética en el espacio. Cada antena tiene un patrón de radiación único, determinado por su diseño físico, propiedades eléctricas y frecuencia de funcionamiento.
Los patrones de radiación se forman trazando las características de radiación de campo lejano de la antena (el campo que normalmente radia) según coordenadas cartografiadas, a menudo mostradas en gráficos polares o cartesianos.
Los patrones de antena son esenciales para visualizar cómo funcionará una antena una vez montada en su orientación prevista. Para una planificación y despliegue precisos—especialmente en redes inalámbricas—los patrones de radiación deben medirse y representarse en la misma orientación en la que se utilizará la antena.
Cómo se representan los patrones de radiación 3D en dos dimensiones
Las antenas irradian y reciben energía en tres dimensiones. Sin embargo, visualizar patrones 3D completos es poco práctico para la mayoría de las aplicaciones. En su lugar, los patrones de antena se representan comúnmente como cortes 2D a través del campo de radiación 3D, conocidos como patrones planos principales.
Estos planos se intersectan en el origen de la antena y proporcionan una representación fiable del rendimiento de la antena cuando se derivan de un conjunto de datos 3D real.
Los planos principales de radiación
- Plano de Azimut (plano XY)
- También conocido como plano horizontal
- Representa la radiación alrededor de la antena en un barrido de 360°
- Plano de elevación (plano YZ)
- También llamado plano vertical
- Orientado en ángulo recto respecto al plano del azimut
- Plano XZ
- Un tercer plano perpendicular que también intersecta el origen de la antena
- Proporciona datos transversales adicionales para la verificación de patrones
Estos planos que se intersectan producen gráficos complementarios de radiación que, en conjunto, describen el comportamiento direccional de la antena.
Importante: Para mayor precisión, estos gráficos deben derivarse de una sección transversal real de un patrón de radiación 3D medido o simulado, no de curvas generadas de forma independiente.
Antenas polarizadas linealmente
La polarización se refiere a la orientación del campo eléctrico (E) y del campo magnético (H) de una onda electromagnética mientras se propaga alejándose de una antena.
En antenas polarizadas linealmente, el campo eléctrico oscila en un plano fijo. La antena restringe la radiación a esta única dirección lineal.
Dependiendo de la orientación de la antena respecto a la Tierra, la polarización lineal puede ser:
- Polarización vertical
- El campo eléctrico oscila en el plano vertical
- Polarización horizontal
- El campo eléctrico oscila en el plano horizontal
Al interpretar los patrones de radiación de antenas polarizadas linealmente, se utilizan los siguientes planos.
El Plano E (Plano de Campo Eléctrico)
El plano E se define como:
- El plano que contiene el vector de campo eléctrico
- La dirección de máxima radiación
El plano E determina si una antena está polarizada vertical u horizontalmente.
- Antenas polarizadas verticalmente
- El plano E coincide con el plano vertical / YZ / elevación
- Antenas polarizadas horizontalmente
- El plano E coincide con el plano horizontal / XY / azimutal
PLANO AZIMUT: El plano magnético H (o apertura H)
El plano H (plano del campo magnético)
El plano H representa el plano que contiene la componente de campo magnético de la onda electromagnética.
Características clave:
- Siempre perpendicular al plano E
- A menudo se le denomina plano de azimut para antenas polarizadas verticalmente
Ejemplos:
- Una antena polarizada verticalmente
- El plano H coincide con el plano de azimut horizontal (XY)
- Una antena polarizada horizontalmente
- El plano H coincide con el plano de elevación vertical (YZ)
Patrones de radiación etiquetados como XY, XZ y YZ
Los patrones de radiación pueden etiquetarse directamente por sus planos cartesianos en lugar de la terminología de plano E o plano H.
Esto se aplica independientemente de si la antena está polarizada vertical u horizontalmente.
- Patrón de radiación plano XY
- Representa el patrón de radiación horizontal (azimut)
- Perpendicular al plano E
- Coincide con el plano H de una antena polarizada verticalmente
- Patrón de radiación en el plano YZ
- Representa el patrón de radiación vertical (elevación)
- Coincide con el plano E de una antena polarizada verticalmente
- Patrón de radiación plano XZ
- Proporciona una sección ortogonal adicional
- Útil para validar simetría y comportamiento en lóbulos laterales
¿Por qué esto importa en el despliegue real de antenas?
Comprender cómo se relacionan los planos eléctricos, planos H y los planos principales de radiación permite a ingenieros e instaladores:
- Selecciona antenas con cobertura adecuada
- Optimizar la orientación de la antena y la altura de montaje
- Reducir las pérdidas por desajuste de polarización
- Mejorar la fiabilidad de los enlaces en redes inalámbricas
Tabla resumen
Término | Descripción |
Plano-E | Plano de campo eléctrico y radiación máxima |
Plano-H | Plano de campo magnético, perpendicular al plano E |
Plano XY | Patrón de radiación horizontal / azimutal |
Plano YZ | Patrón de radiación vertical / de elevación |
Plano XZ | Plano de validación ortogonal |
Polarización vertical | Plano-E en el plano YZ |
Polarización horizontal | Plano E en el plano XY |
Conclusión
Los patrones de radiación de la antena ofrecen una ventana crítica sobre cómo una antena transmite y recibe energía en despliegues reales. Al entender cómo se representa el comportamiento de la radiación tridimensional a través de cortes planos principales —específicamente los planos XY, YZ y XZ— ingenieros e instaladores pueden interpretar con precisión el rendimiento de la antena utilizando gráficos bidimensionales prácticos.
Igualmente importante es reconocer la relación entre la polarización y el Plano-E y el Plano-H. La orientación del campo eléctrico determina la polarización, mientras que el campo magnético perpendicular define el plano complementario. Malinterpretar estas relaciones puede llevar a una selección incorrecta de la antena, una orientación incorrecta en el montaje y una pérdida innecesaria de señal debido a un desajuste de polarización.
Cuando los patrones de radiación se miden, etiquetan e interpretan correctamente en la misma orientación que su instalación prevista, se convierten en una herramienta poderosa para la planificación y optimización de la red. Un sólido dominio de las representaciones de planos E, H y cartesianas permite enlaces inalámbricos más fiables, una mejor cobertura y un mejor rendimiento general del sistema en una amplia gama de aplicaciones RF e inalámbricas.
FAQs
¿Qué información proporciona un patrón de radiación de antena?
Un patrón de radiación muestra cómo una antena irradia o recibe energía electromagnética en distintas direcciones del espacio. Permite visualizar la ganancia, direccionalidad, cobertura y comportamiento de la antena cuando se instala en una orientación específica.
¿Por qué los patrones de radiación 3D se representan como gráficos 2D?
Aunque la radiación de una antena es tridimensional, los patrones completos en 3D son difíciles de interpretar. Por ello, se utilizan cortes bidimensionales llamados planos principales (XY, YZ y XZ), que representan secciones clave del patrón 3D y permiten un análisis práctico y preciso.
¿Cuál es la diferencia entre el plano XY, YZ y XZ?
El plano XY representa el patrón horizontal o de azimut, el plano YZ representa el patrón vertical o de elevación, y el plano XZ proporciona una sección ortogonal adicional útil para validar simetría y analizar lóbulos laterales. Juntos describen el comportamiento direccional de la antena.
¿Qué es el plano E y qué relación tiene con la polarización?
El plano E es el plano que contiene el campo eléctrico y la dirección de máxima radiación. Determina la polarización de la antena: si el plano E está en el plano YZ, la antena es verticalmente polarizada; si está en el plano XY, la polarización es horizontal.
¿Qué es el plano H y cómo se relaciona con el plano E?
El plano H es el plano que contiene el campo magnético de la onda electromagnética. Siempre es perpendicular al plano E y, en antenas polarizadas verticalmente, suele coincidir con el plano de azimut (XY).
¿Por qué es importante comprender los planos de radiación al instalar una antena?
Comprender los planos de radiación permite seleccionar la antena adecuada, optimizar su orientación y altura de montaje, reducir pérdidas por desajuste de polarización y mejorar la fiabilidad y el rendimiento de los enlaces inalámbricos en aplicaciones reales.