Dipolosmultibanda
Páginas: 6 (1318 palabras)
Publicado: 14 de noviembre de 2010
Capítulo 6
Arreglos de antenas.
6.1. Antenas dioplos multibanda.
Un dipolo resuena, además de en su frecuencia natural, a valores de frecuencias múltiplos de aquella; a ciertas frecuencias, la impedancia en el punto de alimentación hace que el SWR resultante sea muy elevada. Es posible, sin embargo, hacer resonar una antena en varias bandas manteniendo su impedancia en valores próximos a ladel cable coaxial haciendo uso de "trampas"de onda, que dividen eléctricamente la antena en varios tramos, cada uno de los cuales, añadido al anterior, hace resonar a la antena en una banda determinada. La antena dipolo o antena de media onda, es una de las más simples de construir. Está formada por un solo hilo de longitud aproximada a media longitud de onda; apartir de esta antena se han creadootras antenas más complejas. La resistencia de radiación de una antena dipolo en el espacio es de 73Ω, siempre que la radiación de su longitud física y el diámetro del conductor con que esté realizada sea muy grande. Se puede considerar que su resistencia puede variar entre 50 y 73Ω para casos prácticos, dependiendo de varias circunstancias como son su construcción física (aisladores, conductor) ysu instalación (situación respecto al suelo). La resistencia de radiación o impedancia depende en una muy pequeña parte del conductor empleado; si utilizamos un conductor de gran diámetro, la capacidad de la antena aumenta, mientras que a la vez disminuye la inductancia. La mayor relación inductancia/capacidad hace que la antena tenga un Q más alto y su ancho de banda quede limitado a unos pocoskilohercios y viceversa. Para frecuencias de hasta 30 MHz el cálculo de la longitud de una antena dipolo es muy exacto empleando:
L=
donde y
(150) (K) (150) (0,95) 142,5 = = F F F F
(6.1)
L
es la longitud del dipolo en metros,
la frecuencia de operación dada en MHz
K
es una constante en la que interviene la relación diámetro/longitud; K=0.93 para una
relación de 10;K=0.94 para una relación de 20; K=0.95 para la relación de 25 y K=0.96 para una relación de 75. Para relaciones mayores puede emplearse K=0.97. Un ejemplo práctico de cálculo lo podemos ver en el diseño de una antena dipolo para la frecuencia de 14.250 MHz; dicha antena tendrá una longitud de 142.5 dividido por 14.250 129
130
CAPÍTULO 6. ARREGLOS DE ANTENAS.
lo que nos da como resultado 10metros. La longitud total de la antena hay que medirla de extremo a extremo de los conductores o sea midiendo la longitud de los dos hilos conductores más alla del aislador de espaciamiento central. El lóbulo de radiación del dipolo no es uniforme, por lo que la máxima radiación se realiza según la perpendicular al punto medio, decreciendo hacia sus extremos, paraser nula a lo largo de ladirección del mismo.
Figura 6.1: dipolo horizontal dipolo vertical
Diagrama de radiación horizontal.
Hay varias posiciones para poder colocar un dipolo respecto al suelo; las más importantes son la horizontal y la vertical. Cuando está horizontal, la intensidad de campo depende de la situación del punto de recepción respecto a la antena; en el caso de dipolo en posición vertical, la situación delpunto de recepción no afectará a la intensidad de campo recibida, ya que la radiación del dipolo vertical es uniforme en el plano horizontal. Para alimentar una antena dipolo tenemos diversos sistemas. Cuando alimentemos en potencia, la corriente será máxima en el centro y va decreciendo hasta anularse en los extremos. La tensión será máxima en los extremos y nula en el centro, en donde laimpedancia o resistencia de radiación es aproximadamente 70Ω , por lo que lo más sencillo es alimentar la antena con una línea de 75Ω ya sea abierta o coaxial. Si usáramos línea coaxial, tendríamos que intercalar un medio (balun) para lograr la simetría, ya que si no lo instalamos pasamos de una línea desequilibrada a una antena equilibrada, produciendo una desviación en el lóbulo de radiación, así...
Arreglos de antenas.
6.1. Antenas dioplos multibanda.
Un dipolo resuena, además de en su frecuencia natural, a valores de frecuencias múltiplos de aquella; a ciertas frecuencias, la impedancia en el punto de alimentación hace que el SWR resultante sea muy elevada. Es posible, sin embargo, hacer resonar una antena en varias bandas manteniendo su impedancia en valores próximos a ladel cable coaxial haciendo uso de "trampas"de onda, que dividen eléctricamente la antena en varios tramos, cada uno de los cuales, añadido al anterior, hace resonar a la antena en una banda determinada. La antena dipolo o antena de media onda, es una de las más simples de construir. Está formada por un solo hilo de longitud aproximada a media longitud de onda; apartir de esta antena se han creadootras antenas más complejas. La resistencia de radiación de una antena dipolo en el espacio es de 73Ω, siempre que la radiación de su longitud física y el diámetro del conductor con que esté realizada sea muy grande. Se puede considerar que su resistencia puede variar entre 50 y 73Ω para casos prácticos, dependiendo de varias circunstancias como son su construcción física (aisladores, conductor) ysu instalación (situación respecto al suelo). La resistencia de radiación o impedancia depende en una muy pequeña parte del conductor empleado; si utilizamos un conductor de gran diámetro, la capacidad de la antena aumenta, mientras que a la vez disminuye la inductancia. La mayor relación inductancia/capacidad hace que la antena tenga un Q más alto y su ancho de banda quede limitado a unos pocoskilohercios y viceversa. Para frecuencias de hasta 30 MHz el cálculo de la longitud de una antena dipolo es muy exacto empleando:
L=
donde y
(150) (K) (150) (0,95) 142,5 = = F F F F
(6.1)
L
es la longitud del dipolo en metros,
la frecuencia de operación dada en MHz
K
es una constante en la que interviene la relación diámetro/longitud; K=0.93 para una
relación de 10;K=0.94 para una relación de 20; K=0.95 para la relación de 25 y K=0.96 para una relación de 75. Para relaciones mayores puede emplearse K=0.97. Un ejemplo práctico de cálculo lo podemos ver en el diseño de una antena dipolo para la frecuencia de 14.250 MHz; dicha antena tendrá una longitud de 142.5 dividido por 14.250 129
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CAPÍTULO 6. ARREGLOS DE ANTENAS.
lo que nos da como resultado 10metros. La longitud total de la antena hay que medirla de extremo a extremo de los conductores o sea midiendo la longitud de los dos hilos conductores más alla del aislador de espaciamiento central. El lóbulo de radiación del dipolo no es uniforme, por lo que la máxima radiación se realiza según la perpendicular al punto medio, decreciendo hacia sus extremos, paraser nula a lo largo de ladirección del mismo.
Figura 6.1: dipolo horizontal dipolo vertical
Diagrama de radiación horizontal.
Hay varias posiciones para poder colocar un dipolo respecto al suelo; las más importantes son la horizontal y la vertical. Cuando está horizontal, la intensidad de campo depende de la situación del punto de recepción respecto a la antena; en el caso de dipolo en posición vertical, la situación delpunto de recepción no afectará a la intensidad de campo recibida, ya que la radiación del dipolo vertical es uniforme en el plano horizontal. Para alimentar una antena dipolo tenemos diversos sistemas. Cuando alimentemos en potencia, la corriente será máxima en el centro y va decreciendo hasta anularse en los extremos. La tensión será máxima en los extremos y nula en el centro, en donde laimpedancia o resistencia de radiación es aproximadamente 70Ω , por lo que lo más sencillo es alimentar la antena con una línea de 75Ω ya sea abierta o coaxial. Si usáramos línea coaxial, tendríamos que intercalar un medio (balun) para lograr la simetría, ya que si no lo instalamos pasamos de una línea desequilibrada a una antena equilibrada, produciendo una desviación en el lóbulo de radiación, así...
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