Conceptos Fundamentales de Radiación y Patrones

1. Pregunta: Se desea que un hilo de corriente uniforme produzca un máximo de radiación en la dirección del eje del hilo. ¿Cuál debe ser el desfase progresivo de la corriente que recorre el hilo?
   Respuesta: Es imposible que un hilo tenga un máximo en la dirección de su eje.
2. Pregunta: El diagrama de radiación de un hilo de longitud $L = 6\lambda$ con distribución de corriente uniforme es:
   Respuesta: Omnidireccional en el plano perpendicular al hilo.
3. Pregunta: ¿De qué parámetro no depende la ganancia?
   Respuesta: Reactancia de entrada.
4. Pregunta: La diferencia entre las regiones de Fresnel (campos radiados próximos) y la de Fraunhofer (campos radiados lejanos) es que:
   Respuesta: El diagrama de radiación en la región de Fresnel aún no es estable y puede cambiar con la distancia a la antena, mientras que en la de Fraunhofer ya es estable e independiente de $r$.
5. Pregunta: El vector de radiación de una antena es $N = 10\mathbf{x} + j\mathbf{z}$. ¿Con qué polarización sale la onda que radia en la dirección del eje $y$?
   Respuesta: Elíptica a derechas.
6. Pregunta: Si en un hilo de corriente uniforme de longitud $l = 3\lambda$ aumento el tamaño eléctrico del hilo a $l = 4\lambda$:
   Respuesta: La directividad aumentará.
7. Pregunta: La impedancia mutua entre dos dipolos de media longitud de onda:
   Respuesta: Se calcula alimentando un dipolo y dejando el otro en circuito abierto.
8. Pregunta: Si aumentamos el grosor de un dipolo de media longitud de onda:
   Respuesta: Aumenta su ancho de banda de impedancia.
9. Pregunta: La directividad máxima de un dipolo empieza a disminuir cuando la longitud del brazo $H$ de este supera el valor:
   Respuesta: $0,625\lambda$.
10. Pregunta: Diga cuál de las siguientes afirmaciones para el campo producido por una antena de longitud $2\lambda$ a una distancia $R = 0.1\lambda$ es correcta:
    Respuesta: Los campos son de tipo inductivo.
11. Pregunta: El campo eléctrico radiado por una antena en la dirección de máxima radiación es 7 veces mayor que el que radiaría si esta fuera isótropa. ¿Qué afirmación es correcta?
    Respuesta: La directividad es de $16.9 \text{ dB}$ ($D = 7^2 = 49$).
12. Pregunta: En una antena cuya NLPS (Nivel de Lóbulo Principal a Secundario) sea de $30 \text{ dB}$, el campo eléctrico radiado por el lóbulo secundario es aproximadamente:
    Respuesta: Treinta veces menor que el radiado por el principal.
13. Pregunta: En el vector potencial $\mathbf{A}$, su componente radial:
    Respuesta: No contribuye al campo lejano.
14. Pregunta: Con una antena que recibe polarización circular a derechas:
    Respuesta: Debemos usar para transmitir otra antena con polarización circular a derechas para tener máxima transferencia de potencia.
15. Pregunta: En la zona de campos radiados:
    Opciones: a) $A_r = 0$; b) $|H| = |E|$; c) $|H| \propto 1/r^2$; d) ninguna de las anteriores.
    Respuesta: d) Ninguna de las anteriores. (Nota: En campo lejano, $|E| = \eta_0 |H|$ y $|H| \propto 1/r$).
16. Pregunta: Dos dipolos cortos se hallan situados en el origen de coordenadas, uno orientado según $\mathbf{x}$ y el otro según $\mathbf{y}$. Las corrientes de alimentación de dichos dipolos son, respectivamente, $I_0 (1 + j)$ e $I_0 (1 – j)$. La polarización del campo producido por ambas antenas en la dirección del eje $\mathbf{x}$ será:
    Respuesta: Lineal.
17. Pregunta: La directividad máxima de una antena es 17:
    Respuesta: La densidad de potencia radiada en el máximo es 17 veces mayor que la del radiador isótropo.
18. Pregunta: La directividad máxima de una antena es 1:
    Respuesta: Es un radiador isótropo.
19. Pregunta: Queremos conseguir una antena con polarización circular levógiro en la dirección positiva de los ejes $\mathbf{x}$ e $\mathbf{y}$. ¿Con cuál de los siguientes vectores de radiación lo podemos conseguir?
    Respuesta: $N = j\mathbf{x} – j\mathbf{y} + \mathbf{z}$.
20. Pregunta: Si en lugar de cobre utilizamos un material con mayor conductividad para construir una antena de hilo:
    Respuesta: La potencia radiada aumentará (debido a la reducción de pérdidas óhmicas).
21. Pregunta: En un dipolo corto, la reactancia es de tipo:
    Respuesta: Inductivo.
22. Pregunta: La aproximación de campo radiado lejano consiste en aproximar $e^{-jkR}/4\pi R$, donde $R=|\mathbf{r}-\mathbf{r}’|$, por:
    Respuesta: $\frac{e^{-jkr}}{4\pi r} e^{j k \mathbf{r}’ \cdot \mathbf{\hat{r}}}$ (Corrección de la fase en el término de propagación).
23. Pregunta: ¿Cuál es el plano $E$ del diagrama de radiación de una ranura orientada según el eje $z$?
    Respuesta: Plano $XY$.
24. Pregunta: ¿Cuál es la diferencia entre la zona de campos radiados cercanos y la zona de campos radiados lejanos?
    Respuesta: En la primera, la dependencia con la distancia no se puede desacoplar de la dependencia con $\theta$ y $\phi$, y en la segunda sí.
25. Pregunta: ¿En qué cambia el diagrama de radiación de una ranura de longitud $L = 4\lambda$ con distribución de campo uniforme cuando aumentamos el tamaño eléctrico de la ranura hasta $L = 5\lambda$?
    Respuesta: El nivel de lóbulo principal a secundario se mantiene constante.

Antenas de Apertura y Efectos de Distribución

27. Pregunta: Considere una apertura rectangular con distribución de campo uniforme en el eje $x$ y en el eje $y$, y con el campo en la apertura orientado según $x$. Si la distribución pasa a ser triangular en el eje $y$:
    Respuesta: El ancho de haz aumenta en el plano $H$.
28. Pregunta: Un dipolo está situado en el origen de coordenadas y está orientado según $\mathbf{\hat{z}}$. Otro está situado en el punto $(0, 10\lambda, 0)$ y está orientado también según $\mathbf{\hat{z}}$. Si el segundo dipolo se mueve al punto $(0, 10\lambda, 10\lambda)$, la señal recibida disminuye porque aumentan las pérdidas por:
    Respuesta: Propagación y ganancia.
29. Pregunta: Una antena es resonante cuando:
    Respuesta: Su parte imaginaria de la impedancia es cero.
30. Pregunta: Al aplicar la teoría de imágenes, la imagen de una corriente eléctrica paralela a un plano conductor es:
    Respuesta: Una corriente eléctrica de sentido opuesto.
31. Pregunta: ¿Qué antena situada en el origen puede producir polarización circular en la dirección del eje $\mathbf{x}$, con las corrientes adecuadas?
    Respuesta: Dos dipolos en las direcciones $\mathbf{y}$ y $\mathbf{z}$.
32. Pregunta: ¿Qué teorema permite calcular los campos radiados a partir de corrientes eléctricas y magnéticas ficticias?
    Respuesta: Teorema de Equivalencia.
33. Pregunta: Una apertura cuadrada de lado $A$ pasa de tener distribución uniforme a tener distribución triangular en ambas dimensiones. La directividad se reduce en:
    Respuesta: $2.5 \text{ dB}$.
34. Pregunta: La relación entre el campo radiado por un dipolo corto y un dipolo ideal (Hertziano), ambos con la misma longitud y corriente a la entrada, es:
    Respuesta: $1/2$ (Asumiendo distribución triangular para el dipolo corto).
35. Pregunta: ¿Qué ventaja tiene una apertura cuadrada, girada $45^{\circ}$, con respecto a la misma apertura cuadrada sin girar?
    Respuesta: Mayor NLPS en el plano horizontal.
36. Pregunta: La directividad de una antena:
    Respuesta: Es siempre positiva, para todas las direcciones del espacio.
37. Pregunta: Una antena presenta una ganancia máxima de $-6 \text{ dB}$.
    Respuesta: La antena presenta pérdidas óhmicas (eficiencia menor a 1).
38. Pregunta: ¿Qué afirmación es incorrecta para la longitud efectiva?
    Respuesta: Depende de la amplitud de la onda incidente.
39. Pregunta: ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es incorrecta?
    Respuesta: La resistencia óhmica es mayor en transmisión porque se radia más potencia que en recepción. (Incorrecto, por el Teorema de Reciprocidad).

Interacción, Polarización y Parámetros Avanzados

39. Pregunta: Cuando situamos un plano conductor paralelo a un dipolo, su directividad, en el mejor de los casos, aumenta en un máximo de:
    Respuesta: $6 \text{ dB}$.
40. Pregunta: En la región de campo más externa a la antena (región de campos radiados lejanos, o región de Fraunhofer), el diagrama de radiación de la antena:
    Respuesta: Se mantiene constante independientemente de la distancia.
41. Pregunta: El vector de radiación de un hilo de corrientes es $N= I_0 l \text{sinc} (l/\lambda \cos \theta) \mathbf{\hat{z}}$. Se trata de un hilo con distribución de corriente:
    Respuesta: Uniforme.
42. Pregunta: En la zona de campos radiados lejanos, o de Fraunhofer, el campo eléctrico $\mathbf{E}$ radiado por una antena:
    Respuesta: Es perpendicular a la dirección de propagación.
43. Pregunta: En un diagrama de radiación de campo ($d(\theta, \phi)$), para calcular el ancho de haz a $-3 \text{ dB}$, debemos buscar las dos direcciones del lóbulo principal a ambos lados del máximo en las cuales el diagrama cae hasta un valor de:
    Respuesta: $1/\sqrt{2}$.
44. Pregunta: Dos antenas tienen el mismo diagrama de radiación, pero en una de ellas la intensidad de campo radiado es el doble que en la otra. ¿Cuál es la relación entre las directividades máximas de ambas antenas?
    Respuesta: $0 \text{ dB}$ (La directividad es independiente de la potencia total).
45. Pregunta: ¿Cuál es el impacto que tiene elegir un material con mayor o menor conductividad a la hora de fabricar una antena?
    Respuesta: Afecta a la ganancia.
46. Pregunta: Si en un hilo de corriente cambiamos la distribución de corriente de uniforme a triangular:
    Respuesta: El nivel de lóbulo principal a secundario aumenta (se reducen los lóbulos secundarios).
47. Pregunta: Un dipolo de longitud $6,25 \text{ cm}$ trabaja a la frecuencia de $2,4 \text{ GHz}$. Si la frecuencia de trabajo aumenta ligeramente:
    Respuesta: La parte real de la impedancia aumenta ligeramente.
48. Pregunta: Una onda llega por el eje $\mathbf{x}$ e incide sobre un dipolo situado en el origen de coordenadas y orientado según el eje $\mathbf{z}$. El dipolo gira contenido en el plano $YZ$ hasta orientarse según el eje $\mathbf{\hat{y}}$, y en todo el recorrido la potencia recibida no ha variado. Eso es porque:
    Respuesta: La polarización de la onda incidente es circular.
49. Pregunta: La suma de dos ondas circularmente polarizadas, una $25 \text{ dB}$ mayor que la otra, da lugar a una onda con polarización elíptica, y relación axial de:
    Respuesta: $1 \text{ dB}$.
50. Pregunta: Si se acerca hacia un plano conductor un dipolo paralelo a él, su impedancia de entrada:
    Respuesta: Tiende a $0$.