Polarización de Antenas

La polarización de una antena describe la orientación del campo eléctrico de la onda que irradia. Para una posición dada a lo largo del eje de propagación \(z\), el vector de campo eléctrico \(\mathbf{E}\) tiene componentes a lo largo de los ejes del diagrama:

Eje horizontal → \(E_x(t,z) = a \cos(\omega t - \beta z)\)
Eje vertical → \(E_y(t,z) = b \cos(\omega t - \beta z + \phi)\)

Donde \(a\) y \(b\) son las amplitudes, \(\phi\) es la diferencia de fase entre las componentes, \(\omega\) es la frecuencia angular y \(\beta = 2\pi/\lambda\) es la constante de propagación.

La punta del vector de campo eléctrico \(\mathbf{E}(t) = (E_x, E_y)\) traza una curva en el plano xy (horizontal x, vertical y). Usando trigonometría, podemos derivar la ecuación de la curva:

\[ \left(\frac{E_x}{a}\right)^2 + \left(\frac{E_y}{b}\right)^2 - 2 \frac{E_x E_y}{ab} \cos \phi = \sin^2 \phi \]

Esta ecuación representa:

Polarización lineal cuando \(\phi = n\pi\) (\(n\) entero \( = 0 , \pm 1 , \pm 2 , ... ) \)
Polarización circular cuando \(a = b\) y \(\phi = (n+1) \pi/2 \) (\(n\) entero \( = 0 , \pm 1 , \pm 2 , ... ) \)
Polarización elíptica en el caso general

El lienzo a continuación muestra la punta de \(\mathbf{E}\) en función del tiempo. El eje horizontal corresponde a \(E_x\) y el eje vertical a \(E_y\). La forma del trazo ilustra directamente el tipo de polarización.

Al variar \(a\), \(b\), y \(\phi\), se pueden obtener diferentes polarizaciones: lineal, circular o elíptica.

Polarización de Antenas

Simulador Interactivo de Polarización