Acoplamiento de antenas yagi

Acoplamiento de antenas Yagi
Introducción
En este trabajo veremos algunos aspectos a tener en cuenta cuando queremos acoplar dos o
mas antenas Yagi para obtener mas ganancia. El acoplamiento que veremos está basado en
el uso de segmentos de líneas de transmisión de λ/2 y λ/4.
Algunos de los problemas a resolver cuando se acoplan dos o más antenas consisten en
poner en fase las señales quecaptan las antenas con la línea de transmisión que alimenta al
TV. Otro aspecto es lograr el acoplamiento de impedancia del sistema con la línea.
Es importante señalar que las ondas electromagnéticas se propagan en el espacio libre a la
velocidad de la luz y cuando se propagan por las líneas de transmisión lo hacen a una
velocidad inferior. Por lo tanto cuando utilizamos segmentos de líneas detransmisión de
determinada longitud eléctrica, hay que tomar en cuenta el factor de velocidad de estas
líneas (el cual depende del material dieléctrico que aísla los cables), por ejemplo, una cinta
plana de 300 Ω , de las que se usan como bajante de antena, tipicamente tiene un factor de
velocidad de 0,82, lo que significa que la velocidad de propagación de las señales por este
tipo deconductor es el 82% de lo que lo haría en el espacio libre .
El factor de velocidad es por tanto la relación entre la velocidad real de propagación en la
línea y la velocidad de propagación en el espacio libre
F v = V p /c donde Vp es la velocidad de propagación real en la línea y c la velocidad de
propagación en el espacio libre
El factor de velocidad, F V (en ingles se escribe V f ) se puedecalcular por la fórmula
siguiente fórmula
F v = 1/ ε r donde ε r es la constante dieléctrica del material aislante.
En la segunda parte de este trabajo veremos un método aproximado de cálculo de F v
utilizando un grid deep meter.
Algunos valores típicos de F v
Aire------------------------------0,95-0,975
Polietileno----------------------0,66
Teflón---------------------------0,7
Espuma deteflón--------------0,82
Otro parámetro que debemos tener en cuenta es la impedancia característica de las líneas de
transmisión, ya que en ocasiones utilizaremos segmentos de líneas como transformadores.
La impedancia característica Zo de una línea de bajas pérdidas la podemos calcular
aproximadamente (en caso de que se desconozca el dato) por la siguiente fórmula
Zo ≈ L / C .Para hacer lamedición tomamos un tramo de 1 metro de la línea en cuestión
y utilizando un puente RLC, conectamos un extremo de la línea al puente y con el otro
extremo abierto medimos la capacidad C de la muestra. Luego cortocircuitamos el extremo
abierto y medimos la inductancia L de la muestra. Aplicamos la fórmula y ya tenemos la Zo
para los cálculos necesarios.

La longitud de onda de una señalelectromagnética en el espacio libre se puede calcular por
la siguiente fórmula.
λ ( metros) = 300/ frecuencia(MHz)
Ahora vamos a calcular la longitud que tiene que tener una cinta plana de 300 Ω , con un
factor de velocidad de 0,82, para tener una línea que mida eléctricamente λ/2, para una
frecuencia de 98 MHz.
Aplicando la fórmula, λ = 300/98
λ = 3,06 m
λ/2 = 1,53 m
Hasta aquí hemos obtenido medialongitud de onda en el espacio libre, ahora, para tener
eléctricamente media longitud de onda en la cinta plana, hay que multiplicar el resultado
por 0,82, lo que nos da 1,25 m.
A continuación veremos algunas propiedades de las líneas de transmisión, las cuales
aplicaremos en el acoplamiento de antenas y mediciones.
1-Línea de λ/2
Zentrada
Zo

Zx

λ/2
Zentrada = Zx
La impedancia deentrada de una línea de transmisión que mide media longitud de onda, es
igual a la impedancia de carga, independientemente de la impedancia característica Zo de la
línea de transmisión.
2- Línea de λ/4 como transformador

Z1

Zo

λ/4

Zo =

( Z1)(Z 2)

La línea actúa como un transformador de impedancias

Z2

3- Línea de λ/4 cortocircuitada
λ/4
Z entrada = ∞

Zo

La...