Monopolo

CAPITULO 1 FUNDAMENTOS DE ANTENAS

Introducción
En este capítulo se resume los conceptos más importantes sobre antenas, es necesario
tener claros estos conceptos para el mejor entendimiento de los capítulos posteriores.

Una antena es un elemento metálico, constituida de un material conductor muy liviano
(generalmente de aluminio), capaz de irradiar ondas electromagnéticas en varias
direccionesdel espacio.

De todos los elementos de una estación de comunicaciones, la antena es la que posee
el comportamiento menos predecible, causado por la fuerte interacción que tiene con
todo lo que le rodea. Debido a esto, la necesidad de aprovechar en toda su capacidad
la señal que emite, es importante el estudio de los principios básicos de las antenas
que darán una idea general de las cualidades quedeben tener las mismas:
polarización, directividad, ganancia, eficiencia, etc., sin dejar de mencionar que las
antenas deben tener seguridades mecánicas en su uso, tamaño y peso adecuados, ser
sencillas y versátiles; de tal modo que puedan orientar a las ondas radiadas de la mejor
manera.

1.1.- Antenas
El “Institute of Electrical and Electronics Engineers” (IEEE) define una antena como
“aquellaparte de un sistema transmisor o receptor diseñada específicamente para
radiar o recibir ondas electromagnéticas” (IEEE Std. 145-1983). Las antenas tienen
en común el hecho de ser una región de transición entre la zona donde existe una
onda electromagnética guiada y una onda en espacio libre, a la cual se le puede
asignar un carácter direccional. La representación de una onda se realiza portensiones y corrientes (hilos conductores) o por campos (guías de onda) en espacio

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libre mediante campos. La misión de la antena es la de radiar la potencia que se le
suministra con las características de direccionalidad adecuadas para la aplicación.

La banda de frecuencia de trabajo va a definir el tipo de antena, e incluso sus
propiedades más importantes, porque estas propiedades van a dependerdel tamaño
eléctrico de las antenas, es decir, de la relación entre su longitud (l) y la longitud de
onda (

), siendo c la velocidad de la luz en el vacío 3 ·108 m/s y f la

frecuencia.

1.2.- Principios fundamentales de antenas
Al circular una corriente por un elemento metálico se genera un campo magnético que
circula entorno al conductor y en el plano perpendicular a éste. Si la corrientecirculante es variable, el campo magnético producido será también variable; es decir,
si la corriente varía con la frecuencia, el campo cambiará de la misma manera y en
función también de la frecuencia. Cuando la frecuencia es baja toda la energía en el
conductor (antena) se disipa en forma de calor, a medida que aumenta la frecuencia,
una porción de la energía producida en el conductor desaparece.Esta energía perdida
del entorno de la antena fluye a través del espacio originando el fenómeno conocido
como radiación. Para que tal fenómeno pueda ocurrir, la corriente que circula por el
conductor debe ser variable en función del tiempo y de alta frecuencia, de tal modo
que la producción de ondas sea inminente.

I

90°

Figura 1.1 Campos magnéticos creados por la corriente que circula en unelemento metálico.

2

1.2.1.- Dipolo elemental

A un conductor lineal de poca longitud se lo conoce como dipolo elemental. Una
antena lineal se puede considerar que esta conformada por varios dipolos elementales
conectados en serie, por esta razón es importante comenzar el estudio de las antenas
con el análisis de las propiedades del dipolo elemental.

+q

d

l

I

l

I

Linea de tx
-q
Figura 1.2 a)Antena dipolo elemental alimentada por línea de transmisión de dos conductores b)
Equivalente de la antena dipolo elemental

En la figura (1.2 a) se puede observar un dipolo elemental alimentado por una línea
de transmisión, la longitud del dipolo ( ) es mucho menor que la longitud de onda ( )
(

), al extremo de la línea de transmisión debido a la separación existente se

forma una carga...