Tengo problemas para entender cómo se pueden "representar" las antenas como un circuito RLC; ¿cómo se relacionan estos dos conceptos, el diseño de antenas y los circuitos RLC?
Respuesta
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Algunos tipos de antena, como los dipolos y los parches de microfibra, son efectivamente resonadores con fugas. Soportan una onda estacionaria a una sola frecuencia y tienen un ancho de banda relativamente estrecho (Q alto), al igual que un circuito RLC. De la misma manera que un circuito RLC pierde energía hacia el elemento resistivo, las antenas pierden energía hacia la radiación. En su frecuencia de resonancia, una antena como ésta tiene una impedancia de entrada puramente real. Al cambiar las dimensiones de la antena, cambia su frecuencia de resonancia. Esto es análogo a la frecuencia de las ondas estacionarias en las cuerdas que es inversamente proporcional a la longitud de la cuerda.
La siguiente imagen de http://www.radartutorial.eu/06.antennas/Microstrip%20Antenna.en.html es un buen ejemplo con una antena de parche. La antena de parche soporta una onda estacionaria de 1/2 longitud de onda. El parche tiene campos de flecos que salen de su borde radiante y que crean los campos EM que se propagan.
La diferencia entre un circuito RLC y una antena de parche, es que una antena de parche puede soportar varios modos resonantes. Esto se debe a que es una estructura 2D. Puede resonar a lo largo, o a lo ancho, o incluso en diagonal. Esto puede ser representado por múltiples circuitos RLC que representan los diferentes modos resonantes. Por lo general, no es deseable, y la antena está diseñada para resonar sólo en un modo.
Algunas antenas de parche se implementan con alta \$\kappa\$ dieléctricos para reducir el tamaño de una longitud de onda y de la antena. La consecuencia de hacer que la constante dieléctrica sea demasiado alta es que los campos no hacen franjas, la antena no irradia y se convierte en un simple resonador.
