campo lejano

El campo lejano es la región del espacio donde la onda electromagnética radiada por una antena se ha convertido en una onda plana que viaja hacia afuera a la velocidad de la luz. Comienza a una distancia típicamente de varias longitudes de onda de la antena, más allá de la zona de transición llamada campo cercano. En esta región, los campos eléctrico y magnético son perpendiculares entre sí y a la dirección de propagación, con sus amplitudes relacionadas por la impedancia del espacio libre, de aproximadamente 377 ohmios.

El límite entre el campo cercano y el campo lejano depende de las dimensiones de la antena y de la frecuencia de operación. Para antenas eléctricamente pequeñas, el campo lejano puede comenzar a solo unas pocas longitudes de onda de distancia. Para grandes arreglos o antenas parabólicas de microondas, puede extenderse mucho más. Una regla aproximada es que el campo lejano comienza alrededor de 2D al cuadrado dividido por la longitud de onda, donde D es la dimensión más grande de la antena. A 1 GHz con una antena de medio metro, es posible que no se alcance el verdadero campo lejano hasta varios metros de distancia.

Medición y modelado en la práctica

Las mediciones y cálculos en campo lejano son más simples que el análisis en campo cercano porque la estructura de la onda es predecible. Los ingenieros utilizan patrones de campo lejano para especificar la ganancia, la directividad y la eficiencia de radiación de la antena. Los rangos de prueba para la medición de antenas están diseñados para que el equipo bajo prueba se encuentre lo suficientemente lejos de la fuente o sonda de medición como para que se cumplan las condiciones de onda plana. Las cámaras anecoicas con paredes absorbentes a menudo albergan estos rangos para eliminar los reflejos.

El modelado numérico también se beneficia de las suposiciones de campo lejano. Los códigos que utilizan el método de los momentos o el dominio del tiempo de diferencias finitas a menudo pueden ignorar el campo cercano por completo si solo le interesa cómo irradia la antena. El campo lejano es donde la respuesta de la antena a las señales entrantes también se vuelve limpia y predecible, lo que es importante para el diseño del receptor y los enlaces de comunicaciones.

Cerca de la antena, la energía almacenada y el acoplamiento reactivo dominan. Al moverse hacia el campo lejano, solo se ve la onda viajera. Esta distinción es importante en la práctica: el campo cercano de una antena transmisora puede acoplar energía no deseada a conductores cercanos, mientras que su campo lejano es lo que llega al receptor a kilómetros de distancia. La ignorancia de este límite ha causado problemas de diafonía en arreglos de antenas densos y predicciones falsas del rendimiento del sistema.