Introducción
Estas
prácticas están diseñadas para los alumnos que cursen el laboratorio de la
materia Radiación y Propagación, abarcando los temas esenciales del temario de
tal forma que no exista ninguna discrepancia entre laboratorio y teoría;
haciendo énfasis en que las practicas aparecen en el orden en que el temario lo
marca. Además, estas prácticas buscan dar un estudio más profundo sobre las
antenas por medio de un software para analizar sus características eléctricas y
físicas, con el fin de comprender mejor la Radiación y Propagación de ondas
electromagnéticas, sin necesidad de hacer uso de equipo costoso y de forma
paralela que el alumno pueda ser más crítico en el análisis, dejando de un lado
las practicas demostrativas.
Es importante
mencionar que estas prácticas buscan que el alumno sea más analista en la
obtención y estudio de cada parámetro obtenido en cada antena bajo estudio en
las diversas prácticas. Además de eso, tienen como finalidad que el estudiante
obtenga una interpretación física de lo que está sucediendo, del significado
físico del valor obtenido en la directividad, en la eficiencia, en la
resistencia óhmica, etc.
Todas las
prácticas propuestas cuentan con un objetivo, introducción y un desarrollo en
el que viene explicado paso a paso lo que estará trabajando con el software,
además de un cuestionario previo, una lista con el equipo requerido y material.
El software
utilizado, 4NEC2, es de distribución libre y su elección fue por su tamaño, por
ser simple de manejar, realiza simulaciones rápidas, permite la creación de
antenas de todo tipo, permite editar los parámetros de antenas, tiene bastante
información en la red, además de contar con ejemplos cargados que son de gran
utilidad para trabajar.
La primera
práctica “Introducción al software 4NEC2”, tiene como finalidad que el alumno pueda
interactuar con este software analizando un dipolo simple. Con ella el alumno podrá
conocer el entorno del software y las diversas ventanas que aparecen para la obtención
de parámetros eléctricos y físicos de la antena en estudio.
Para la
práctica número dos “Antena Isotrópica”, se busca dar un estudio profundo en
los patrones de radiación y comenzar a utilizar el concepto de ganancia.
Reforzando lo aprendido en la primera práctica y comenzar a hacer análisis con
los parámetros obtenidos de las ventanas.
A partir de
la práctica tres se comienza a trabajar con más de una ventana en forma paralela,
para la obtención de parámetros eléctricos y físicos, es decir, que ya familiarizado
el alumno con el entorno ahora se enfocará en la obtención de los valores como
ganancia, impedancia, frecuencia de resonancia, corriente, voltajes, potencia radiada,
etc… para poder calcular otros parámetros como directividad, eficiencia, resistencia
óhmica, resistencia de radiación, entre otros.
La propuesta
cuatro de nombre “Arreglo de antenas” tiene la finalidad de hacer todo un análisis
de las características físicas y eléctricas, para poder ver cómo algunos parámetros
afectan en el patrón de radiación y, como consecuencia directa, a la emisión de
ondas electromagnéticas de las antenas que forman un arreglo lineal.
En la
práctica cinco “Antena Yagi” se realizará un estudio profundo al simular la
antena Yagi. El objetivo de modificarle ciertos parámetros físicos es para
visualizar cómo esta antena sufre cambios interesantes en su patrón de
radiación y en consecuencia directa, a su directividad.
En las
prácticas seis “Antenas Básicas I” y siete “Antenas Básicas II” se busca
estudiar cuatro antenas que son: la antena cuadrada, la de espira circular, la
helicoidal y la parabólica. Para la número seis se analizaran a las primeras
dos, mientras que en la número siete se trabajará a las últimas dos antenas. Lo
anterior se desarrollará para la obtención de los parámetros eléctricos,
patrones de radiación y las gráficas características de cada antena bajo
análisis.
Para la
última práctica, se abordará un estudio de las ondas terrestres y cómo estas
son propagadas por las antenas. Simularemos el entorno físico o ambiente de
trabajo en que la onda se propagará, con la finalidad de ver las condiciones
necesarias que permitirán una propagación eficiente, pero de manera simultánea
ver qué parámetros eléctricos, así como la directividad, ancho de haz,
ganancia, potencia radiada, entre otros, serán afectados.
Es necesario
remarcar que el término ambiente de trabajo no debe confundirse con entorno del
programa o ambiente del software 4NEC2, el primero hace referencia a ambientes
físicos como espacio libre, agua a 20°C, zona industrial, entre otros; mientras
el segundo hace referencia a todas las ventanas que surgen del uso del programa
usado para simular.
