Antenas

ANTENAS

ANTENAS:

La Antena es el elementomas importante de unainstalación de radio.

Físicamente una antenaconsiste en uno o variosconductores dispuestosapropiadamente, quetransmiten o captanenergía electromagnética.

ANTENAS:En el diseño de unaantena se busca siemprela mayor eficiencia.

Debemos considerardimensiones adecuadas,impedancia, altura,materiales, etc.

Toda antena que es buena para transmitir (TX),es buena en recepción (RX). Pero una antenadiseñada para recepción no es necesariamentebuena para transmisión.

CARACTERISTICAS DE LASANTENAS:

DIRECTIVIDAD:Las antenas generan un patrónde emisión de la energíaelectromagnética (RF). Estasformas reciben el nombre de“Lóbulos de Radiación”

Los “Lóbulos” indican ladirección hacia donde la antenaemite con mayor energía,señalando la DIRECTIVIDAD dela antena.


DIRECTIVIDAD:Por la Directividad las antenas pueden serOMNIDIRECCIONALES (verticales), BIDIRECCIONALES(dipolos) y DIRECCIONALES (yaguis, cubicas, etc).


DIRECTIVIDAD:

OMNIDIRECCIONALESVERTICALES

BIDIRECCIONALESDIPOLOS

DIRECCIONALESYAGI


DIRECTIVIDAD:Una de las antenas más sencillas es la ANTENA DIPOLOde 1/2 onda, veamos su elementos.

DIPOLO DE 1/2 ONDA

L = 1/2 ONDA

AISLADOR

CABLE COAXIAL

Conductor centralMalla


DIRECTIVIDAD:Revisemos el patrón de radiación de la ANTENAVERTICAL


POLARIDAD:La Polaridad esta estrechamente ligada al Patrón deirradiación. La posición del elemento conductor de laantena crea un campo eléctrico cuyo eje será vertical,horizontal o mixto (circular).


POLARIDAD:Por ejemplo los autos utilizan principalmente antenasomnidireccionales y con polarización vertical.


GANANCIA:Es el incremento de intensidad de la potencia irradiada enuna determinada dirección, variando el diseño, disposicióno asociando antenas, etc.

Es una medida relativa a una antena patrón, este patrónpuede ser una antena isotrópica (ideal) o bien una antenadipolo.

Si el patrón es un dipolo se llama GANANCIA RELATIVA ysu unidad de medida es el DECIBEL (dB).


Tenemos que:

Ganancia Relativa (dB)= B =10 log (Im/Id)

B=Ganancia relativa en dB Im=Intensidad medida de la antena

Id=Intensidad del dipolo (patrón)


Por ejemplo con 3 dB de Ganancia, estaríamos duplicandola potencia emitida por nuestra antena comparada con undipolo.

B= 10 log (8/4) = 10 x 0.30 = 3 dB

Podemos tener como factores de referencia lo siguientes:1 dB = 1.252 dB = 1.603 dB = 2.00 se dobla la potencia.6 dB = 4.009 dB = 8.00


IMPEDANCIA DE UN SISTEMA DE ANTENA:Impedancia de una antena esta determinada porla frecuencia de resonancia.

Toda antena se comporta como un circuito,donde hay presente Inducción, Capacidad yResistencia.

Cuando a una determinada frecuencia laReactancia Capacitiva e Inductiva se cancelanentre si, decimos que la ANTENA es RESONANTE.


IMPEDANCIA DE UN SISTEMA DEANTENA:La Impedancia obtenida en el diseño deantenas muchas veces no es de 50Ohms, impedancia de uso de lamayoría de equipos.

Por los tanto las antenas necesitan unsistema de adaptación, por ejemplo untransformador de impedancia (BALUN) oagregar Condensadores y/o Bobinas enel punto de alimentación u otros.

CONSIDERACIONES DEDISEÑO DE UN ANTENA

ADAPTACIONES DE IMPEDANCIA.BALUNES:El termino BALUN se a generalizadopara los transformadores deImpedancia,BALUN es un transformador especialpara adaptar un circuito BALANCEADO(antena) a uno DESBALANCEADO (cablecoaxial)

Tenemos del ingles:

BALANCED --- UNBALANCED

BALUN


BALUN:

El BALUN sirve también para “aislar” o evitar que la línea dealimentación emita RF.

PARALELAS COAXIALES


RESONANCIA DE UNA ANTENA:Buscando el rendimiento maximo de una antena,debemos calcular la longitud de una antena enfunción de multiplos o submultiplos deLONGITUD DE ONDA.La LONGITUD DE ONDA está relacionada con laVelocidad de las ondas en el espacio y laFrecuencia.Las Ondas de radio se propagan a lavelocidad de la luz.


CALCULO DE LONGITUD DE ONDA:

Tomamos por ejemplo que la longitud de ondacorrespondiente a una señal de radio de 30 MHzes de:

veloc.luz(m/s)

Longitud de onda: λ = ---------------------- Frecuencia(Hz)

del ejemplo: f= 30 MHz = 30´000,000 Hz y velocidad de la luz = 300´0000,000 m/s

300´000,000 λ = --------------------- = 10 m 30´000,000


simplificando tenemos:

λ = 300 / 30 = 10 m

Podemos tener una formula simplificada paracalcular la longitud de onda de cualquierfrecuencia:

300 λ= --------------- f (MHz)

ANTENA DIPOLOANTENA DIPOLO:

Es el tipo de antena mas sencillo, consiste en un conductorde suficiente longitud para permitir que la carga eléctrica sedesplace de un extremo a otro y viceversa con máximaintensidad durante cada ciclo de las señal de RF. Esteconductor por lo tanto debe tener una 1/2 longitud de onda.Un hilo conductor de 1/2 λ colocado horizontalmente en elespacio, es una antena conocida como antena DIPOLO.

ANTENA DIPOLOELEMENTOS Y CALCULO DE UN DIPOLO:

AN TEN A D IPO LO

1/2 λ

1/2 λ (m) = 142

f (MHz)

ANTENA DIPOLOMONTAJE DEL DIPOLO:

M O N TAJE D EL D IPO LO

ANTENA “V” INVERTIDAANTENA “V” INVERTIDA: Es una variación del Dipolo de

1/2 Onda.

AN TEN A "V" IN VER TID A

RELACION DE ONDASESTACIONARIAS (ROE)

RELACION DE ONDAS ESTACIONARIAS: Conocida por su abreviaciones ROE ó SWR Cuando tenemos la misma impedancia entre eltransmisor, la línea de alimentación y la antena, laenergía se transfiere en forma eficiente. Si la impedancia de uno de los elementos delsistema de TX-Línea-Antena no es el adecuado,la energía que alcanza la antena es parcialmentereflejada hacia la línea. Traduciendose en perdida de eficiencia,irradiando menos energía potencia.


MEDICION DE LA ROE: DIRECTA O INDIRECTAMENTE

VATIM ETRO

ANTENA

TRANSCEPTORRADIO

M EDIDOR DE ROE

ROE = 1 + Pr / Pd

1 - Pr / Pd


MEDICION DE LA ROE: La medición directa o indirectarepresenta una relación donde el valor mínimo y optimo es1:1, los valores por encima de 1:2 son perjudiciales paralos equipos y ocasionan interferencias.

Por ejemplo por cada 100 W ROE Pr

1:1.05 0.05 W1:1.15 0.5 W1:1.30 2 W1:2 10 W1:2.5 20 W1:5 45 W

OTROS DISEÑOS DEANTENAS

Existen innumerables diseños de antenas, este campo esdonde los radioaficionados fácilmente puedenexperimentar.Podemos definir dos grupos de antenas para HF, lasMONOBANDAS y las MULTIBANDAS.


Las MONOBANDAS tienen mejor desempeño y son masfaciles de construir.En este grupo podemos encontrar desde simples dipoloshasta antenas YAGI o CUBICAS de 3, 4 o mas elementos


Los diseños YAGI o CUBICAS también son utilizados enVHF y UHF


Las ANTENASVERTICALESmonobandas sonmuy sencillas defabricar, se utilizan enHF, VHF y UHF. Es eltipo mas utilizadocomo antena demóviles. Tambiénexisten diseñosmultibandas.


Existen una variedad de diseños de antenas, cada unopara un uso especifico, desde LHF, HF y llegando a lasmicroondas.

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