Problemas y soluciones capitulo 2

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1
PROBLEMAS Capítulo 2
2–6–1 Eficiencia del Haz Principal. Para una antena con patrón de campo
En = [ (sin θ)/θ] / [ (sin φ)/φ]
donde θ = ángulo de zenith (radianes) y φ = ángulo de azimut (radianes),
(a) Plotee el patrón de potencia normalizado como una función de θ;
(b) Usando su gráfico, estime la eficiencia del haz principal de esta antena.
2–7–1 Directividad. Muestre que la directividad D de una antena puede ser escrita como:
2max max
21
4 4
( , ) *( , )
( , ) *( , )
E x y E x y
r
ZD
E x y E x y
r d
Zπ π
=
Ω∫∫
Solución:
2
maxmax ),(),( rSU φθφθ = , ∫∫ Ω=
π
φθ
π 4
),(
4
1
dUUav
2
),(),( rSU φθφθ = ,
( ) ( )
Z
EE
S
φθφθ
φθ
,,
),(
∗
=
Por tanto:
( ) ( )
( ) ( )
∫∫ Ω
= ∗
∗
π
φθφθ
π
φθφθ
4
2
2maxmax
,,
4
1
,,
dr
Z
EE
r
Z
EE
D l.q.q.d.
Note que =2
r área/estereorradián, tal que
2
SrU = o (vatios/estereorradián) = (w/m
2
) × m
2
2–7–2 Directividad aproximada. Calcule la directividad aproximada de los anchos de haz de media
potencia de una antena unidireccional, sí el patrón de potencia normalizado esta dado por:
(a) Pn = cos θ,
(b) Pn = cos
2
θ,
(c) Pn = cos
3
θ, y
(d) Pn = cos
n
θ.
En todos los casos estos patrones son unidireccionales (dirección +z) con Pn teniendo valores sólo
para los ángulos de zenith 0° ≤ θ ≤ 90° y Pn = 0 para 90° ≤ θ ≤ 180°. Los patrones son
independientes del ángulo de azimut φ.
Solución:
(a)
oo1
HP 120602)5.0(cos2 =×== −
θ , 2
40,000
2.78
(120)
D = = (rpta.)
(b)
oo1
HP 90452)5.0(cos2 =×== −
θ , 94.4
)90(
000,40
2
==D (rpta.)
(c)
oo31
HP 93.7437.472)5.0(cos2 =×== −
θ , 3.7
)75(
000,40
2
==D (rpta.)
(d) )5.0(cos2 1
HP
n−
=θ , 21
))5.0((cos
000,10
n
D −
= (rpta.)

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2
*2–7–3 Directividades Aproximadas. Calcule las directividades aproximadas de los anchos de haz
de media potencia de las tres antenas unidireccionales teniendo patrones de potencia como sigue:
P(θ, φ) = Pm sin θ sin
2
φ
P(θ, φ) = Pm sin θ sin
3
φ
P(θ, φ) = Pm sin
2
θ sin
3
φ
P(θ, φ) tiene valores sólo para 0 ≤ θ ≤ π y 0 ≤ φ ≤ π y es cero para cualquier otro valor.
Solución:
Para encontrar D usamos las relaciones aproximadas,
Encontrando los anchos de haces de media potencia.
θ−= 90
2
HPBW
o
2
HPBW
90 −=θ
Para el patrón sin θ ,
2
1
2
HPBW
90sinsin =





−=θ ,






− −
2
1
sin
2
HPBW
90 1
, 90
2
1
sin
2
HPBW 1
−





− −
, ∴∴∴∴
o
HPBW 120=
Para el patrón sin
2
θ ,
2
1
2
HPBW
90sinsin 22
=





−=θ ,
2
1
2
HPBW
90sin =





− , ∴∴∴∴
o
HPBW 90=
Para el patrón sin
3
θ ,
2
1
2
HPBW
90sinsin 33
=





−=θ ,
3
2
1
2
HPBW
90sin =





− , ∴∴∴∴
o
HPBW 74.9=
Luego,
70.3
)90)(120(
000,40
82.3
)90)(120(
253,41deg.sq.253,41
HPHP
=≅===
φθ
D (rpta.)
45.4
)9.74)(120(
000,40
59.4
)9.74)(120(
253,41
=≅== (rpta.)
93.5
)9.74)(90(
000,40
12.6
)9.74)(90(
253,41
=≅== (rpta.)
*2–7–4 Directividad y ganancia.
(a) Estime la directividad de una antena con θHP = 2°, φHP = 1°, y
(b) Encuentre la ganancia de esta antena sí la eficiencia k = 0.5.
Solución:
(a)
4
HPHP
100.2
)1)(2(
000,40000,40
×===
φθ
D o 43.0 dB (rpta.)
(b)
44
100.1)100.2(5.0 ×=×== kDG o 40.0 dB (rpta.)
para P(θ,φ) = sin θ sin2
φ
para P(θ,φ) = sin θ sin3
φ
para P(θ,φ) = sin2
θ sin3
φ
HPBW
10.5
θθθθ

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3
2–9–1 Directividad y aperturas. Muestre que la directividad de una antena puede ser expresada
como:
2
( , ) *( , )4
( , ) *( , )
Ap Ap
Ap
E x y dxdy E x y dxdy
D
E x y E x y dxdy
π
λ
=
∫∫ ∫∫
∫∫
donde E(x, y) es la apertura de la distribución de campo.
Solución: Si el campo sobre la apertura es uniforme, la directividad es un máximo (= Dm) y la
potencia radiada es P′. Para una distribución de apertura real, la directividad es D y la potencia
radiada es P. Igualando las potencies efectivas
PDPD =′m ,
( ) ( )
∫∫
∗
=
′
=
Ap
p
p
dxdy
Z
yxEyxE
A
Z
EE
A
P
P
DD
,,
4
*
avav
2m
λ
π
donde ∫∫=
pA
p
dxdyyxE
A
E ),(
1
av
por tanto
( ) ( )
( ) ( )2
, ,4
, ,
Ap Ap
Ap
E x y dxdy E x y dxdy
D
E x y E x y dxdy
π
λ
∗
∗
=
∫∫ ∫∫
∫∫
l.q.q.d.
donde
( ) ( ) ( ) ( )
av av av av av
2
av
1 ( ), , , ,
p e
ap
p
Ap
p
E E A E E E A
E AE x y E x y dxdy E x y E x y dxdy
A
ε
∗ ∗ ∗
∗
∗
= = = =
∫∫ ∫∫
2–9–2 Apertura Efectiva y área de haz. ¿Cuál es la apertura efectiva máxima (aproximadamente)
para una antena de haz teniendo anchos de media potencia de 30°y 35°en planos perpendiculares
intersectándose en el eje del haz? Los lóbulos menores son pequeños y pueden ser despreciados.
Solución:
o o
HP HP 30 35 ,A θ φΩ ≅ = × 22
oo
22
1.3
3530
3.57
λλ
λ
=
×
≅
Ω
=
A
emA (rpta.)
*2–9–3 Apertura Efectiva y directividad. ¿Cuál es la apertura máxima efectiva de una antena de
microondas con una Directividad de 900?
Solución:
2
4 / ,emD Aπ λ= 2
2
6.71
4
900
4
2
λλ
ππ
λ
===
D
Aem (rpta.)
2–11–1 Potencia recibida y la formula de Friis. ¿Cuál es la máxima potencia recibida a una
distancia de 0.5 km sobre espacio libre a una frecuencia de 1-GHz en un circuito consistente de una
antena transmisora con 25-dB de ganancia y una antena receptora con 20-dB de ganancia? La
ganancia es con respecto a una fuente isotrópica sin pérdidas. La potencia en la antena de
transmisión es de 150 W.
Solución:

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4
2 2
8 9
/ 3 10 /10 0.3 m, ,
4 4
t r
et er
D D
c f A A
λ λ
λ
π π
= = × = = =
mW10.8W0108.0
500)4(
1003.0316
150
)4( 22
2
222
22
22
==
××
===
πλπ
λλ
λ r
DD
P
r
AA
PP rt
t
eret
tr (rpta.)
*2–11–2 Enlace entre naves espaciales sobre 100 Mm. Dos naves espaciales están separadas
por 100 Mm. Cada una tiene una antena con D = 1000 operando a 2.5 GHz. Sí el receptor de la
nave A requiere 20 dB sobre 1 pW, ¿Qué potencia de transmisión es requerida en la nave B para
alcanzar este nivel de señal?
Solución:
2
8 9
/ 3 10 / 2.5 10 0.12 m,
4
et er
D
c f A A
λ
λ
π
= = × × = = =
12 10
2 2 2 2 2 2 2 16 2
10
2 2 4 2 2 6 2
(requerida) 100 10 10 W
(4 ) (4 ) 10 (4 )
10 10966 W 11 kW (rpta )
10 0.12
λ π λ π π
λ λ
− −
−
= × =
= = = = = ≅
r
t r r r
et
P
r r r
P P P P .
A D D
2–11–3 Enlace entre naves espaciales sobre 3 Mm. Dos naves espaciales están separadas por
100 Mm. Cada una tiene una antena con D = 200 operando a 2 GHz. Sí el receptor de la nave A
requiere 20 dB sobre 1 pW, ¿Qué potencia de transmisión es requerida en la nave B para alcanzar
este nivel de señal?
Solución:
2
8 9
/ 3 10 / 2 10 0.15 m
4
et er
D
c f A A
λ
λ
π
= = × × = = =
12 10
2 2 2 2 2 2 12
10
2 2 2 4 2
100 10 10 W
(4 ) (4 ) 9 10
10 158 W ( )
4 10 0.15
λ π λ π
λ λ
− −
−
= × =
×
= = = =
× ×
r
t r r
et er
P
r r
P P P rpta.
A A D
2–11–4 Enlace a Marte y Júpiter.
(a) Diseñe un enlace de radio de dos vías (two-way) para operar sobre la distancia entre la tierra y
Marte para transmisión de datos e imágenes con una sonda en Marte a 2.5 GHz con 5-MHz de
ancho de banda. Una energía de 10
−19
WHz
−1
tiene que ser entregada al receptor en la tierra y 10
−17
WHz
−1
al receptor en Marte. La antena en Marte no debe ser mayor de 3 m en diámetro. Especifique
la apertura efectiva de las antenas de Marte y la tierra y la potencia de transmisión (sobre el ancho
de banda total) en cada extremo. Tome la distancia de la tierra a Marte igual a 6 minutos-luz.
(b) Repetir(a) para un enlace tierra Júpiter. Tome la distancia tierra Júpiter igual a 40 minutos-luz.
Solución:
(a) λ = = × × =8 9
/ 3 10 / 2.5 10 0.12 mc f
19 6 13
17 6 11
(Tierra) 10 5 10 5 10 W
(Marte) 10 5 10 5 10 W
r
r
P
P
− −
− −
= × × = ×
= × × = ×
Tomar
2 2
ap(Marte) (1/2) 1.5 3.5 m ( 0.5)eA π ε= = =

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5
Tomar (Marte) 1 kWtP =
Tomar
2 2
ap(Tierra) (1/2) 15 350 m ( 0.5)eA π ε= = =
2 2
8 2 2
11
(Tierra) (Marte)
(Tierra) (Marte)
(360 3 10 ) 0.12
(Tierra) 5 10 6.9 MW
3.5 350
t r
et et
t
r
P P
A A
P
λ
−
=
× ×
= × =
×
Para reducir la potencia requerida de la estación terrena. Tomar la antena de dicha estación con
22
m392750)2/1( == πeA (rpta.)
Así
6 2
(Tierra) 6.9 10 (15/ 50) 620 kW ( )= × =tP rpta.
3 14
2 2 8 2 2
(Marte) (Tierra) 3.5 3930
(Tierra) (Marte) 10 8 10 W
(360 3 10 ) 0.12
et er
r t
A A
P P
r λ
−×
= = = ×
× ×
Lo cual es cerca de 16% del valor requerido de 5 x 10−13
W. Este valor de 5 x 10−13
W podría ser
obtenido incrementando la potencia del transmisor en Marte por un factor de 6.3. Otras alternativas
pueden ser (1) reducir el ancho de banda (y la velocidad de los datos) reduciendo el valor requerido
de Pr o (2) usar un receptor más sensitivo.
Como se discutió en la Sec. 12-1, la potencia del ruido de un sistema de recepción es una función de
la temperatura del sistema T y el ancho de banda B dado por P = kTB, donde k = constante de
Boltzmann = 1.38 x 10−23
JK−1
.
Para B = 5 x 10
6
Hz (dado para este problema) y T = 50 K (un valor alcanzable),
23 6 15
(ruido) 1.38 10 50 5 10 3.5 10 WP − −
= × × × × = ×
La potencia recibida (8 x 10−14
W) es cerca de 20 veces esta potencia de ruido, lo cual es
probablemente suficiente para una comunicación satisfactoria. De acuerdo con la temperatura del
sistema de recepción, con 50 K en la estación terrena, La potencia de 1 kW del transmisor en Marte
es adecuada.
(b) La distancia a Júpiter es 40/6 = 6.7 veces que a Marte, lo cual hace que la potencia requerida
sea de 6.7
2
= 45 veces o que la potencia recibida sea de 1/45.
No parece realizable. Pero una solución práctica sería reducir el ancho de banda para el enlace a
Júpiter por un factor de cerca de 50, haciendo B = (5/50) x 10
6
= 100 kHz.
*2–11–5 Enlace a la Luna. Un enlace de radio de la luna a la tierra tiene una antena helicoidal axial
monofilar (mano derecha) de 5λ-longitud ubicada en la luna (ver Ec. (8–3–7)) con una potencia de
transmisión de 2-W a 1.5 GHz. ¿Cuáles deberán ser el estado de la polarización y la apertura
efectiva para la antena ubicada en la tierra en razón de entregar 10
−14
W al receptor? Tome la
distancia tierra-luna como 1.27 segundos-luz.
Solución:
8 9
/ 3 10 /1.5 10 0.2 m,c fλ = = × × =

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6
De (8-3-7) la directividad de la helicoidal en la Luna esta dada por
60512 =×=D y
2
(Luna)
4
et
D
A
λ
π
=
De la formula de Friis
RCPm152
602
4)27.110(310)4( 2
2814
2
2222
=
×
××
===
−
π
λ
λπλ
DP
rP
AP
rP
A
t
r
ett
r
er o
cerca de 14 m de diámetro (rpta.)
2–13–1 Error de fase máximo. ¿Cuál es la diferencia de fase entre un punto de la frontera esférica
Fresnel-Fraunhofer y dos puntos sobre la antena, uno, R, del origen a la esfera perpendicular a la
antena mostrada en la Fig. 2–17, y el otro, F, del extremo de la antena, L/2?
2–15–1 Ejes Semimayor y semimenor. Por rotación de coordenadas de la elipse de polarización
dada por la Ec. (2–15–7),
(a) muestre que el ángulo de inclinación τ esta dado por
1 1 21
2 2 2
1 2
2 cos
tan
E E
E E
δ
τ −  
=  
− 
y (b) muestre que
OA = [(E1 cos τ + E2 cos δ sin τ)
2
+ E
2
2 sin
2
δ sin
2
τ]
½
y
OB = [(E1 sin τ + E2 cos δ cos τ)
2
− E
2
2 sin
2
δ cos
2
τ ]
1/2
2–16–1 Nave espacial cerca de la luna. Una nave espacial a distancias lunares transmite a la tierra
ondas en 2-GHz. Sí una potencia de 10 W es radiada isotrópicamente, encuentre
(a) El vector de Poynting en la tierra,
(b) El valor del campo eléctrico E rms en la tierra y
(c) El tiempo que toma par alas ondas de radio viajar desde el espacio a la tierra. (Tomar la distancia
tierra-luna en 380 Mm.)
(d) ¿Cuántos fotones por unidad de área por segundo caen sobre la tierra, provenientes del
transmisor de la nave espacial?
Solución:
(a)
18 2 2
2 6 2
10
PV (en la Tierra) 5.5 10 Wm 5.5 aWm
4 4 (380 10 )
tP
rπ π
− − −
= = = × =
×
(rpta.)
(b) ZES /PV 2
== o
2/1
)(SZE =
o
192/118
nVm451045)377105.5( −−−
=×=××=E (rpta.)
(c) s27.1103/10380/ 86
=××== crt (rpta.)
(d) Fotón = hf J103.11021063.6 24934 −−
×=×××= , donde Js1063.6 34−
×=h
Esta es la energía de un fotón a 2.5 MHz. De (a),
2118
mJs105.5PV −−−
×=
Por tanto, el número de fotones =
126
24
18
sm102.4
103.1
105.5 −−
−
−
×=
×
×
(rpta.)

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7
2–16–2 Más potencia con CP. Muestre que el vector de Poynting promedio de una onda polarizada
circularmente es el doble que una onda polarizada linealmente si el campo eléctrico E máximo es el
mismo para ambas ondas. Esto significa que un medio puede manejar el doble de potencia antes de
quebrarse con polarización circular (CP) que con polarización lineal (LP).
Solución:
De (2-16-3) tenemos para campos rms
o
2
2
2
1
PV
Z
EE
Sav
+
==
Para LP,
2
1
2 1
o
(or ) 0, so av
E
E E S
Z
= =
Para CP,
2
1
1 2
o
2
, so av
E
E E S
Z
= =
Por tanto LPCP 2SS = (rpta.)
2–16–3 PV constante para CP. Muestre que el vector de Poynting instantáneo (PV) de una onda
plana viajando circularmente polarizada es una constante.
Solución:
tEtEE yx ωω sincosCP += donde oEEE yx ==
2 2 2 2 1/ 2 2 2 1/ 2
CP o o o o( cos sin ) (cos sin )E E t E t E t t Eω ω ω ω= + = + = (una constante)
Por tanto =

(una constante) (rpta.)
*2–16–4 Potencia de una onda EP. Una onda elípticamente polarizada en un medio con una
constante σ = 0, µr = 2, εr = 5 tiene componentes de campo H (normal la dirección de propagación y
normal a la otra) de amplitudes de 3 y 4 Am
−1
. Encuentre la potencia promedio transportada a través
de un área de 5m
2
perpendicular a la dirección de propagación
Solución:
2222/12
2
2
1
2/12
2
2
1 Wm2980)43()5/2(377
2
1
)()/(377
2
1
)(
2
1 −
=+=+=+= HHHHZS rrav εµ
kW14.9W1490229805 ==×== avASP (rpta.)
2–17–1 Dipolos cruzados para CP y otros estados. Dos dipolos de λ/2 están cruzados a 90°. Sí
los dos dipolos son alimentados con corrientes iguales, ¿Cuál es la polarización de la radiación
perpendicular al plano de los dipolos sí las corrientes son (a) en fase, (b) cuadratura de fase (90° de
diferencia en fase), y (c) fase en octatura (45°de diferencia en fase)?
Solución:
(a) LP (rpta.)
(b) CP (rpta.)

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8
(c) De (2-17-3) δγε sin2sin2sin =
1
2 1
1
2
donde tan ( / ) 45
45
22
AR cot 1/ tan 2.41 (EP)...( )
γ
δ
ε
ε ε
−
= =
=
=
= = =
o
o
o
E E
rpta.
*2–17–2 Polarización de dos onda LP. Una onda viajando hacia afuera perpendicularmente a la
página (hacia el lector) tiene dos componentes linealmente polarizados
Ex = 2 cos ωt
Ey = 3 cos(ωt + 90°)
(a) ¿Cuál es la relación axial de la onda resultante?
(b) ¿Cuál es el ángulo de inclinación τ del eje mayor de la elipse de polarización?
(c) ¿E rota en sentido horario o antihorario?
Solución:
(a) De (2-15-8) , 5.12/3AR == (rpta.)
(b) τ = 90
o
(rpta.)
(c) At 0, ;xt E E= = at / 4, yt T E E= = − , luego la rotación es horaria ó CW (rpta.)
2–17–3 Superposición de dos ondas EP. Una onda viajando hacia afuera perpendicularmente a la
página (hacia el lector) es el resultado de dos ondas polarizadas elípticamente, uno con
componentes de E dados por
E’y = 2 cos ωt
E’x = 6 cos (ωt + π/2)
Y el otro con componentes dados por
E”y = 1 cos ωt
E”x = 3 cos (ωt − π/2)
(a) ¿Cuál es la relación axial de la onda resultante?
(b) ¿ E rota en sentido horario o antihorario?
Solución:
2cos cos 3cos
6cos( / 2) 3cos( / 2) 6sin 3sin 3sin
y y y
x x x
E E E t t t
E E E t t t t t
ω ω ω
ω π ω π ω ω ω
′ ′′= + = + =
′ ′′= + = + + − = − + = −
(a) Ex y Ey están en cuadratura de fase y la AR 3/3 1 (CP)= = (rpta.)
(b) En ˆ0, 3t = =E y , en ˆ/ 4, 3t T= = −E x , por consiguiente la rotación es antihoraria ó CCW
(rpta.)
*2–17–4 Dos componentes LP. Una onda plana elípticamente polarizada viajando
perpendicularmente fuera de la página (hacia el lector) tiene componentes linealmente polarizados
Ex y Ey . Dado que Ex = Ey = 1 V m
−1
y que Ey adelanta a Ex por 72°,
(a) Calcule y dibuje la elipse de polarización.
(b) ¿Cuál es su relación axial?
(c) ¿Cuál es el ángulo τ entre el eje mayor y el eje x?
Solución:

EE525M - Antenas
9
(b)
oo
12
1
72,45)/(tan === −
δγ EE
De (2-17-3),
o
36=ε , por tanto 38.1tan/1AR == ε (rpta.)
(c) De (2-17-3), δε tan/2tanτ2sin = o
o
45τ = (rpta.)
2–17–5 Dos componentes LP y la esfera de Poincare. Responda las mismas preguntas que en el
Prob. 2–17–4 para el caso donde Ey adelanta a Ex por 72°como antes, pero Ex = 2 Vm
−1
y Ey = 1V
m
−1
.
Solución:
1 o
o
(b) tan 2 63.4
72
γ
δ
−
= =
=
o
24.8 y AR 2.17ε = = (rpta.)
(c)
o
2.11τ = (rpta.)
*2–17–6 Dos ondas CP. Dos ondas polarizadas circularmente se intersectan en el origen. Una (la
onda y) esta viajando en la dirección y positiva con E rotando en sentido horario como se observa
desde un punto en el eje y positivo. La otra (onda x) esta viajando en la dirección positiva x con E
rotando en sentido horario como se observa de un punto sobre el eje x positivo. En el origen, E para
la onda y esta en la dirección positiva de z en el mismo instante que E para la onda x esta en la
dirección negativa de z. ¿Cuál es el lugar geométrico resultante para el vector E en el origen?
Solución:
Descomponiendo las dos ondas en sus componentes como se muestra. Asuma que las ondas
tienen igual magnitud.
El lugar geométrico de E es una línea recta en el plano xy a un ángulo de 45
o
con respecto al eje x
(o y).
*2–17–7 Ondas CP. Una onda viajando saliendo de la página es el resultado de dos componentes
de ondas circularmente polarizadas
y
z
E total
t = T/4
En t = 0
y t = T/2
E total = 0
E total
t = 3T/4
Onda x
t = T/4
Onda x
t = 0
Onda y, t = T/4
Onda y, t = 0
Lugar de E
45°
x

EE525M - Antenas
10
Eder = 5e
jωt
y Eizq = 2e
j(ωt+90°)
(V m
−1
).
Encuentre
(a) La relación axial AR,
(b) El ángulo de inclinación τ, y
(c) La dirección de la rotación (izquierda o derecha).
Solución:
(a) AR 33.23/7
52
52
−=−=
−
+
= (rpta.)
(b) Del diagrama, τ = − o
45 (rpta.)
(c) Desde que E rota en sentido antihorario como una función del tiempo, RH. (rpta.)
2–17–8 Ondas EP. Una onda viajando hacia afuera perpendicularmente a la página (hacia el lector)
es la resultante de dos componentes linealmente polarizados Ex = 3 cos ωt y Ey = 2 cos (ωt + 90°).
Para la onda resultante encuentre
(b) El ángulo de inclinación τ, y
(c) La dirección de la rotación (derecha o izquierda).
Solución:
(a) AR = 3/2 = 1.5 (rpta.)
(b) τ = 0
o
(rpta.)
(c) CW, LEP (rpta.)
*2–17–9 Ondas CP. Dos ondas circularmente polarizadas viajando perpendicularmente fuera de la
página tienen campos dados por Eizq = 2e
−jωt
y Eder = 3e
jωt
(Vm
−1
) (rms).
Para la onda resultante encuentre
(b) La dirección de la rotación, y
(c) El vector de Poynting.
Solución:
(a) 5
3-2
32
AR −=
+
= (rpta.)
(b) REP (rpta.)
2
RH
LH
ERH
ττττ = – 45°
E = 5 – 2 = 3
a +45°(y 225°)
Re
Im
E = 5 + 2 = 7
a – 45°(y 135°)
[Note el signo menos para RH (polarización
de la mano derecha)]

EE525M - Antenas
11
(c)
22
22
mWm34Wm034.0
377
94
PV −−
==
+
=
+
=
Z
EE RL
(rpta.)
2–17–10 Ondas EP. Una onda viajando hacia afuera del papel perpendicularmente es el resultado
de dos ondas elípticamente polarizadas (EP), una con componentes Ex = 5 cos ωt y Ey = 3 sin ωt y
la otra con componentes Er = 3e
jωt
y El = 4e
−jωt
. Para la onda resultante, encuentre
(a) AR,
(b) τ , y
(c) La dirección de rotación.
Solución:
(a)
5cos 3cos 4cos 12cos
3sin 3sin 4sin 2sin
x
y
E t t t t
E t t t t
ω ω ω ω
ω ω ω ω
= + + =
= + − =
AR 12 / 2 6= = (rpta.)
(b) Desde que Ex y Ey están en cuadratura de fase en el tiempo con Ex(max) Ey(max), τ = 0
o
.
De la ecuación (2-17-3), δε tan/2tanτ2sin = ,
o1
46.9)AR/1(tan == −
ε
como
o
90=δ luego ∞=δtan
Por consiguiente
o
0τ = (rpta.)
(c) En 0,12,0 === yx EEt
En 2,0),90t(4/ o
==== yx EETt ω
Por consiguiente la rotación es anti horaria (CCW), y la polarización es elíptica derecha, REP
(rpta.)
*2–17–11 Ondas CP. Una onda viajando hacia afuera del papel perpendicularmente es el resultado
de dos componentes circularmente polarizados Er = 2e
jωt
y El = 4e
−j(ωt+45°)
. Para la onda resultante,
encuentre
(a) AR,
(b) τ , y
(c) La dirección de rotación.
Solución:
(a)
4 2 6
AR 3
4 2 2
l r
l r
E E
E E
+ +
= = = =
− −
(rpta.)
(b) Cuando
o o
1
0 450, 2 y 4ω ____ −= = = ∠∠rt E E
Cuando
o o o1 1 1
2 2 2122 , 2 22 and 4 22rt E Eω __ __= − = − = −∠ ∠
Tal que l rE E+ = 6max =E o1
222__−∠ o
o
2
122τ −= (rpta.)
Note que las direcciones de rotación son opuestas para Er y El
Para ,tω− 2 peror lE t E tω ω__ __= − = +∠ ∠
También, τ puede ser determinado analíticamente por la combinación de las ondas de los
componentes de Ex y Ey con los valores de:
E en t = T/4
CCW
E en t = 0

Problemas y soluciones capitulo 2

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