Antenas
Páginas: 16 (3902 palabras)
Publicado: 23 de julio de 2011
Dipolo media onda (lambda/2)
Un dipolo [pic] es una antena formada por dos conductores de longitud total igual a la mitad de una longitud de onda. Hay que señalar que esa longitud de [pic]no tiene nada de remarcable eléctricamente. La impedancia de la antena no corresponde ni a un máximo ni a un mínimo. Tampoco es real, aunque por una longitud próxima (hacia [pic]) la parte imaginaria pasapor cero. Hay que reconocer que la única particularidad de esa longitud es que las fórmulas trigonométricas se simplifican como por milagro, aunque sí es cierto que presenta un diagrama de radiación bastante uniforme en comparación con otras longitudes.
En el caso del dipolo [pic] se toma como hipótesis que la amplitud de la corriente a lo largo del dipolo tiene una forma sinusoidal:
[pic]Recordemos que I0 es el valor pico de la intensidad que circula por el dipolo, ω = 2πf, [pic] y l la posición en la que medimos la intensidad. Es fácil ver que para [pic] la corriente vale [pic] y para [pic] la corriente vale cero.
Incluso haciendo la simplificación de campo lejano (r > > 3λ), la expresión es algo compleja:
[pic]
La fracción [pic] no es muy diferente de [pic]. Elresultado es un diagrama de emisión tiene la forma de un toro un poco aplastado.
La imagen de la izquierda muestra la sección del diagrama de emisión. Hemos dibujado en apuntillado el diagrama de emisión de un dipolo corto. Se comprueba que los dos son muy parecidos..
Esta vez no se puede calcular analíticamente la potencia total emitida por la antena. Podemos plantear la expresión de la misma:[pic]
[pic]
Para calcular la resistencia de radiación (o resistencia en serie), usamos
[pic]
Sin embargo, esto sólo nos calcula la parte real (resistencia) de la impedancia de la antena. Lo más cómodo es medirlas. En la figura de la derecha se muestran las partes real e imaginaria en serie de la impedancia de un dipolo para longitudes que van de
[pic] a [pic]
La ganancia deesta antena es:
[pic]= 1,64 = 2,15 dBi = 0 dBd
He aquí las ganancias de dipolos de otras longitudes (nótese que la ganancia no está dada en dB):
|Ganancia de antenas dipolos |
|Longitud en [pic] |Ganancia |
|L [pic] |1.50 |
|0.5 |1.64 |
|1.0 |1.80 |
|1.5 |2.00 |
|2.0|2.30 |
|3.0 |2.80 |
|4.0 |3.50 |
|8.0 |7.10 |
Propiedades eléctricas
Tensión y corriente
En la frecuencia de resonancia del dipolo, el punto medio es un nodo de tensión y un vientre de corriente. Quiere decir que:
▪ la corriente media en el centro del dipolo es máxima, y decrece hasta llegar acero en los extremos
▪ la tensión media es cero en el centro, y va aumentando hasta ser máxima en los extremos del dipolo.
Diagrama de emisión
La antena dipolo no irradia en todas las direcciones con la misma potencia; se dice entonces que es una antena direccional.
▪ En la dirección en la cual irradia con la máxima potencia, la onda electromagnética tiene una potencia de 2,2 dB por encimadel promedio. Se llama ganancia de un dipolo a esa relación de 2,2 dB entre la potencia irradiada en la dirección más favorecida, y la potencia promedio.
▪ En otras direcciones, lógicamente, el dipolo debe irradiar una energía inferior al promedio; la antena dipolo no genera potencia.
Polarización
▪ Cuando la antena dipolo es paralela al plano de la tierra, la componente eléctrica de laonda es paralela al plano de la tierra: se dice que tiene polarización horizontal.
▪ Cuando la antena dipolo es perpendicular al plano de la tierra, la componente eléctrica de la onda es emitida perpendicularmente al plano de la tierra: se dice que tiene polarización vertical.
▪ En HF, y en VHF en clase de emisión banda lateral única se prefiere la polarización horizontal, y en VHF en clase de...
Un dipolo [pic] es una antena formada por dos conductores de longitud total igual a la mitad de una longitud de onda. Hay que señalar que esa longitud de [pic]no tiene nada de remarcable eléctricamente. La impedancia de la antena no corresponde ni a un máximo ni a un mínimo. Tampoco es real, aunque por una longitud próxima (hacia [pic]) la parte imaginaria pasapor cero. Hay que reconocer que la única particularidad de esa longitud es que las fórmulas trigonométricas se simplifican como por milagro, aunque sí es cierto que presenta un diagrama de radiación bastante uniforme en comparación con otras longitudes.
En el caso del dipolo [pic] se toma como hipótesis que la amplitud de la corriente a lo largo del dipolo tiene una forma sinusoidal:
[pic]Recordemos que I0 es el valor pico de la intensidad que circula por el dipolo, ω = 2πf, [pic] y l la posición en la que medimos la intensidad. Es fácil ver que para [pic] la corriente vale [pic] y para [pic] la corriente vale cero.
Incluso haciendo la simplificación de campo lejano (r > > 3λ), la expresión es algo compleja:
[pic]
La fracción [pic] no es muy diferente de [pic]. Elresultado es un diagrama de emisión tiene la forma de un toro un poco aplastado.
La imagen de la izquierda muestra la sección del diagrama de emisión. Hemos dibujado en apuntillado el diagrama de emisión de un dipolo corto. Se comprueba que los dos son muy parecidos..
Esta vez no se puede calcular analíticamente la potencia total emitida por la antena. Podemos plantear la expresión de la misma:[pic]
[pic]
Para calcular la resistencia de radiación (o resistencia en serie), usamos
[pic]
Sin embargo, esto sólo nos calcula la parte real (resistencia) de la impedancia de la antena. Lo más cómodo es medirlas. En la figura de la derecha se muestran las partes real e imaginaria en serie de la impedancia de un dipolo para longitudes que van de
[pic] a [pic]
La ganancia deesta antena es:
[pic]= 1,64 = 2,15 dBi = 0 dBd
He aquí las ganancias de dipolos de otras longitudes (nótese que la ganancia no está dada en dB):
|Ganancia de antenas dipolos |
|Longitud en [pic] |Ganancia |
|L [pic] |1.50 |
|0.5 |1.64 |
|1.0 |1.80 |
|1.5 |2.00 |
|2.0|2.30 |
|3.0 |2.80 |
|4.0 |3.50 |
|8.0 |7.10 |
Propiedades eléctricas
Tensión y corriente
En la frecuencia de resonancia del dipolo, el punto medio es un nodo de tensión y un vientre de corriente. Quiere decir que:
▪ la corriente media en el centro del dipolo es máxima, y decrece hasta llegar acero en los extremos
▪ la tensión media es cero en el centro, y va aumentando hasta ser máxima en los extremos del dipolo.
Diagrama de emisión
La antena dipolo no irradia en todas las direcciones con la misma potencia; se dice entonces que es una antena direccional.
▪ En la dirección en la cual irradia con la máxima potencia, la onda electromagnética tiene una potencia de 2,2 dB por encimadel promedio. Se llama ganancia de un dipolo a esa relación de 2,2 dB entre la potencia irradiada en la dirección más favorecida, y la potencia promedio.
▪ En otras direcciones, lógicamente, el dipolo debe irradiar una energía inferior al promedio; la antena dipolo no genera potencia.
Polarización
▪ Cuando la antena dipolo es paralela al plano de la tierra, la componente eléctrica de laonda es paralela al plano de la tierra: se dice que tiene polarización horizontal.
▪ Cuando la antena dipolo es perpendicular al plano de la tierra, la componente eléctrica de la onda es emitida perpendicularmente al plano de la tierra: se dice que tiene polarización vertical.
▪ En HF, y en VHF en clase de emisión banda lateral única se prefiere la polarización horizontal, y en VHF en clase de...
Leer documento completo
Regístrate para leer el documento completo.