Andrés Ricardo Romero Redes HFC ANTENAS Andrés Ricardo Romero Redes HFC

Que es una Antena Una antena es un dispositivo diseñado con el objetivo de emitir o recibir ondas electromagnéticas hacia el espacio libre. Una antena transmisora transforma voltajes en ondas electromagnéticas, y una receptora realiza la función inversa. En el caso que las antenas estén conectadas por medio de guiaondas, esta función de transformación se realiza en el propio emisor o receptor. Existe una gran diversidad de tipos de antena, dependiendo del uso a que van a ser destinadas. En unos casos deben expandir en lo posible la potencia radiada, es decir, no deben ser directivas (ejemplo: una emisora de radio generalista o la central de los teléfonos móviles), otras veces deben serlo para canalizar la potencia y no interferir a otros servicios (antenas entre estaciones de radioenlaces). También es una antena la ferrita que permite oír un radio-receptor a transistores, o la que está integrada en la computadora portátil para conectarse a las redes Wi-Fi.

Tipos de Antenas Dipolo Monopolo Plana coaxial Lazo Antena de Bobinado Ferrita Parabólica Yagui-Uda Logarítmica

Características Antenas Polarización Se define como polarización de una antena, la dirección que tiene el campo eléctrico de la onda electromagnética. Para el campo eléctrico horizontal, la antena tiene polarización horizontal Para el campo eléctrico vertical, la antena tiene polarización vertical. Para frecuencias superiores a 40 MHz, en las cuales no hay reflexión por la ionósfera, se debe seleccionar el mismo tipo de polarización para las antenas transmisora y receptora. Angulo de radiación Se llama ángulo de radiación al ángulo vertical (Por encima del horizonte) en que una antena emite (o recibe) la máxima intensidad de campo electromagnético. (La máxima radiación siempre ocurre con un cierto ángulo hacia arriba.) Directividad Se denomina Directividad a la dirección horizontal en la que se produce el máximo de radiación de una antena.

Ganancia Se define como ganancia de una antena la diferencia que existe entre el campo electromagnético producido por una determinada antena en su dirección más favorable respecto al de otra antena que se toma como patrón. Científicamente se toma como referencia la antena isotrópica, que es una antena ideal que radia uniformemente en todas direcciones. Evidentemente no existe tal antena pero, matemáticamente, es muy fácil calcular el campo electromagnético que produciría una antena de ese tipo. En la práctica la antena que se usa como referencia suele ser el dipolo, que ya tiene una ganancia de 2,8 dB sobre la antena isotrópica y es fácil de construir.

El funcionamiento Generador Condensador Campo Eléctrico Tierra funcionamiento eléctrico Resonancia, que se cumple para hilos de media longitud de onda (evidentemente también se cumple para cualquier múltiplo entero de esa longitud). Impedancia, que depende del tipo de antena y de su construcción e instalación Generador Condensador Campo Eléctrico En el circuito secundario, se “abre” el condensador y el campo eléctrico sigue la trayectoria de esta apertura Tierra De esta manera se logra una radiación desde la placa superior hacia tierra

Campo Eléctrico Cable coaxial o guía de onda Tx Se semeja a un gran condensador cuyas placas han sido abiertas y el campo eléctrico se difunde por el espacio libre. Para que una antena genere un campo electromagnético, se necesita que existan cargas eléctricas en movimiento una longitud de media onda es "resonante" o lo que es lo mismo, la corriente y la tensión están en fase y por tanto el hilo se comporta como si fuera una resistencia pura. Al igual que las líneas de transmisión, para que éstas funcionen bien se necesita colocar una resistencia pura en su extremo. Por tanto, he aquí la primera condición que debe cumplir toda antena: ser resonante.

Factores que afectan una transmisión Longitud de onda, relacionada con l = c/f Factor de velocidad que afecta l en Pérdidas en la línea debidas a la resistencia óhmica y pérdidas en el dieléctrico Diámetro de la línea coaxial para menores pérdidas: Zo= 138 (de/di) W Impedancia característica de la línea bifilar: Zo = 276 log (d/r) W El tipo de dieléctrico determina la menor pérdida

Antena Dipolo Un dipolo es una antena con alimentación central empleada para transmitir o recibir ondas de radiofrecuencia. Estas antenas son las más simples desde el punto de vista teórico. 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 a cero 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 encima del 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 la onda 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 emisión frecuencia modulada, la polarización vertical. Impedancia La impedancia de un dipolo de base y en el espacio ideal es de 73 Ohms. En la práctica, la impedancia real será una función importante de la altura. La impedancia característica de un dipolo replegado y en el espacio ideal es de 300 Ohms. Antena Yagi Cuando a un dipolo se le antepone otro dipolo delante, ligeramente más corto, y otro dipolo detrás, ligeramente más largo, se obtiene una Antena Yagi. Acortamiento eléctrico La longitud real de un dipolo respecto a su homólogo ideal es un 5% menor. A ese efecto de bordes se lo llama acortamiento eléctrico.

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