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Capitulo 2

CAPITULO 2

DIPOLOS: DISEÑO, CONSTRUCCIÓN Y CARACTERÍSTICAS. 2.1 El Dipolo El tipo de antena escogido para implementar la configuración del módulo de transmisión en banda ancha correspondió a una antena del tipo Dipolo de λ/2. Se decidió utilizar este modelo de antena por su fácil diseño y construcción. Además, tiene la ventaja de que el campo irradiado que entrega, tanto enpolarización vertical como en horizontal, es simple y resulta apropiado para la realización de las mediciones. El diagrama de radiación teórico de una antena dipolo de λ/2 es el siguiente:

Figura 2.1: Diagrama de Radiación de un Dipolo de λ/2

El diagrama tiene simetría radial, y sólo se presenta un dibujo de éste en los planos X,Y y Z para mayor claridad. La forma del campo de irradiado dependebásicamente de la longitud de la antena medida en longitudes de onda y de las terminaciones que determinan el grado de adaptación que tiene la antena, lo que se traduce en una mayor o menor cantidad de pérdidas. Según esto último la forma del lóbulo puede cambiar, variando en su anchura o extensión.

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El objetivo es que los diagramas de radiación de ambas antenas sean lo másparecido a la forma teórica para que las mediciones que se realicen con el equipo resulten lo más exactas posibles. En el plano azimuth (polarización Vertical), el dipolo presenta un campo omnidireccional, y en el plano de elevación (polarización Horizontal) el campo es direccional y está compuesto por dos lóbulos. La figura siguiente muestra el campo de radiación teóricos para ambos casos depolarización.

Figura 2.2: Campo de radiación de radiación del dipolo para polarización vertical y horizontal.

2.2 Construcción Los materiales necesarios para la construcción de cada uno de los dipolos fueron dos trozos de varillas de cobre de longitud λ/4 y 2[mm] de diámetro cada uno y un segmento de material semirígido con un conector SMA en un extremo. El cálculo de

λ , longitud de onda, seobtiene de la ecuación:
λ=
c f
[Ec.2.1]

donde

c : velocidad de la luz (300 [Mt/s]) f : frecuencia de trabajo
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Como se diseñaron los dipolos para una frecuencia de trabajo igual a 890[Mhz] se obtiene que el valor de la longitud de onda, λ es igual a 0.33 mts y cada dipolo debe tener en consecuencia, un largo de 0.16 mts. El procedimiento para construir ambos dipolosconsistió en soldar un trozo de semiconductor al núcleo del semirígido y el otro a la cubierta o carcaza del cable semirígido, quedando armadas las antenas. Para proporcionar mayor rigidez a los dipolos se aplicó una capa de silicona sobre la soldadura.

0.16[mts]

Capa de Silicona
Varilla de Cobre 0.15[mts] Cubierta del Cable Nucleo

Conector SMA Figura 2.3: Dibujo del dipolo, componentes ydimensiones.

2.3 Evaluación de las características de las antenas A continuación se detallan los parámetros teóricos básicos más importantes de la antena que fueron evaluados en forma experimental. Con la obtención de estos parámetros se tiene un conocimiento más completo del funcionamiento del dipolo. 2.3.1 R.O.E (Razón de onda estacionaria) La razón de onda estacionaria es una característica dela antena que indica el grado de adaptación de la antena con el resto del medio. Mientras mayor sea el grado de adaptación, menor potencia será reflejada y, por lo tanto mayor cantidad de ésta será irradiada por la antena al espacio libre. La ROE depende del coeficiente de reflexión de voltaje (Γv), y están relacionados por la siguiente ecuación: 1 + Ãv ROE = [Ec. 2.2] 1 − Ãv

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Capitulo 2Un valor de ROE igual a uno implica que la antena está completamente adaptada y un 100% de la potencia está siendo transmitida. Esto ocurre en un caso ideal. En la práctica, un buen nivel de adaptación se logra con un ROE igual a 2, que equivale a que un 90% de la potencia transmitida está siendo irradiada por la antena. Por lo tanto se debe tener un valor para la ROE menor o igual a 2 para...