Campo Cercano y Campo Lejano
08 Jun

Campo Cercano y Campo Lejano

Comenzaremos por decir que estos términos se utilizan en las radiocomunicaciones y tiene que ver la medición asociada con los campos eléctricos y campos magnéticos presentes en las mismas.

Para comenzar, es importante definir lo que entendemos por una antena.

Una antena es un dispositivo normalmente metálico, diseñado con el objetivo de emitir y/o recibir ondas electromagnéticas hacia el espacio libre. Una antena transmisora transforma energía eléctrica en ondas electromagnéticas, y una receptora realiza la función inversa.

Una antena, se ve, desde el transmisor como un elemento resistivo de dos terminales, con una impedancia ZA cuyo componente resistivo se le llama resistencia de radiación Rr.

Krauss, 1988

Ahora bien, entrando a los conceptos de campo cercano y campo lejano estos tienen que ver con la estabilidad (ortogonalidad, separación de 90 grados) del campo eléctrico (E) y el campo magnético (B).

En condiciones de estabilidad, el campo eléctrico y el campo magnético son ortogonales entre sí, y aún más, dicha ortogonalidad y estabilidad (ondas planas), permite conocer la magnitud de ambos campos con tan solo medir uno de ellos (el eléctrico o el magnético). Esta región de estabilidad se le conoce como campo lejano. Esta propiedad física es la se utiliza principalmente para las radiocomunicaciones.

¿Qué es entonces el campo cercano?

Es aquella región que ocurre entre la salida de la antena y el espacio libre. Recordemos la definición que hicimos de una antena. Es un dispositivo que convierte señales eléctricas en campos electromagnéticos. Mencionamos también de una impedancia o resistencia a ese cambio.

¿Qué pasa en este punto de conversión?

Como en muchas situaciones de la vida real, el cambio conlleva generalmente tensiones, vibraciones, ajustes abruptos. Se dice que cuando las impedancias de ambos medios es del mismo valor, la transferencia de energía de un medio a otro es máxima. Algo similar ocurre a la salida/entrada de la antena. La conversión de energía eléctrica a campos electromagnéticos no ocurre de manera suave u ordenada. En este punto de transición el comportamiento del campo eléctrico y el campo magnético no está relacionado entre sí, por lo que es necesario medir ambos campos de manera independiente. A esta región es lo que se le conoce como campo lejano.

¿Sirve para algo el campo cercano?

Si, claro que sirve. No sirve para las radiocomunicaciones, pero sirve para algo que hoy día usamos mucho y que difícilmente dejaremos de usar ¿Qué es? Las pantallas táctiles. Este tipo de dispositivo usa propiedades capacitivas y de campo cercano para detectar la presencia de nuestros dedos.

¿Qué tan corto o largo es el campo cercano?

A ciencia cierta no hay una formula precisa o un punto preciso de inestabilidad a estabilidad, sin embargo, existen fórmulas que nos pueden orientar a partir de que punto se puede considerar como campo lejano una señal electromagnética.

Donde D es la longitud de la antena o su diámetro y λ la longitud de onda de la frecuencia fundamental.

Esta gráfica nos da una idea del campo cercano y el campo lejano en función de la longitud de onda.

Ahora bien, para el lector no especializado en física o en ingeniería, esto ¿Qué implica en la práctica? Veamos ahora una tabla de longitudes de onda para los servicios de AM, FM, Televisión, Celulares.

Citas

Krauss, J. D. (1988). Antennas (2nd Edition). New York: McGraw Hill.
Labor, O. D. (s.f.). OSHA. Recuperado el 7 de 7 de 2021, de http://www.osha.gov/SLTC/radiofrequencyradiation/electromagnetic_fieldmemo/electromagnetic.html
QSL.Net. (s.f.). Recuperado el 7 de 7 de 2021, de https://www.qsl.net/lpr/ondasem.htm
Wikipedia. (7 de 5 de 2021). Wikipedia. Recuperado el 7 de 6 de 2021, de https://es.wikipedia.org/wiki/Antena

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