Un conjunto de antenas se refiere a una configuración de múltiples elementos de antena dispuestos en un patrón específico para lograr las características de radiación o recepción deseadas. Estos elementos trabajan juntos de manera cohesiva para mejorar el rendimiento en comparación con una sola antena. La matriz puede diseñarse para enfocar la radiación en una dirección específica, dirigir el haz electrónicamente, aumentar la ganancia, mejorar la relación señal-ruido o lograr diversidad en la recepción de la señal. Los conjuntos de antenas encuentran aplicaciones en diversos campos como radar, sistemas de comunicaciones, redes inalámbricas y comunicaciones por satélite, donde el control direccional, una mayor sensibilidad o la cobertura espacial son esenciales.
El término «conjunto de antenas» es sinónimo de conjunto de antenas y se refiere al mismo concepto de múltiples antenas organizadas de forma sistemática para lograr objetivos de rendimiento específicos. El uso de «aérea» en algunos contextos, particularmente en literatura antigua o en ciertas regiones, puede referirse a antenas utilizadas para aplicaciones de radiodifusión, comunicación o radar. Los conjuntos aéreos están diseñados basándose en los principios de la teoría de antenas y la propagación de ondas electromagnéticas para optimizar las características de rendimiento como la directividad, la ganancia y la adaptación de impedancia.
El diseño de un conjunto de antenas implica varios pasos y consideraciones según los requisitos de la aplicación y los parámetros de rendimiento deseados. El proceso normalmente comienza definiendo el rango de frecuencia operativa, los requisitos de radiación y las condiciones ambientales. Luego los elementos de la antena se seleccionan en función de sus características como ganancia, ancho de banda e impedancia. El espacio entre elementos, conocido como espacio entre elementos, es crítico e influye en la directividad y las capacidades de dirección del haz del conjunto. Se pueden utilizar técnicas como la tecnología de matriz progresiva para controlar electrónicamente la fase y la amplitud de las señales entre los elementos de la matriz para lograr la formación de haces y el control direccional.
Los sistemas de antenas MIMO (múltiples entradas múltiples) pueden considerarse como un tipo de conjunto de antenas, diseñado específicamente para sistemas de comunicación inalámbrica. Los sistemas MIMO utilizan múltiples antenas tanto en el transmisor como en el receptor para mejorar el rendimiento de la comunicación, la confiabilidad y la eficiencia espectral al explotar la diversidad espacial y la propagación por trayectos múltiples. Si bien las antenas MIMO comparten similitudes con los conjuntos de antenas tradicionales en términos de múltiples elementos que trabajan juntos, están optimizadas específicamente para protocolos de comunicaciones inalámbricas como Wi-Fi, LTE y 5G para mejorar las velocidades de datos y el rendimiento de la red.
El tamaño de un conjunto de antenas puede variar significativamente según la aplicación prevista, la frecuencia operativa y los objetivos de diseño. Los conjuntos de antenas pequeñas pueden estar compuestos por unos pocos elementos poco espaciados, adecuados para aplicaciones que requieren un tamaño compacto y un área de cobertura limitada. Por otro lado, los conjuntos de antenas a gran escala pueden abarcar cientos o incluso miles de elementos, distribuidos en un área más grande, utilizados en aplicaciones como sistemas de radar, comunicaciones por satélite y antenas en fase para aplicaciones de formación de haces y dirección. El tamaño físico de un conjunto de antenas influye en factores como la ganancia, la directividad y la capacidad de manejar señales de alta potencia, lo que hace que las consideraciones de tamaño sean cruciales en el diseño e implementación del conjunto de antenas.