19 Mar
Misiones Fundamentales de las Antenas
Las antenas cumplen funciones esenciales:
- Convertir la energía eléctrica en energía electromagnética.
- Adaptar la impedancia.
- Captar la energía electromagnética del espacio para su uso en el receptor.
Tipos de Antenas Comunes en Radiodifusión
Los tipos de antenas más utilizados en radiodifusión incluyen:
- Monopolos y dipolos
- Antenas Yagi
- Antenas helicoidales
- Antenas diédricas
- Antenas parabólicas
- Antenas de bocina
Diagrama de Radiación de una Antena
El diagrama de radiación es la representación gráfica de la radiación de la antena en diferentes direcciones del espacio.
Parámetros Principales de una Antena
Los parámetros clave de una antena son:
- Polarización
- Impedancia
- Ganancia
- Directividad
- Ancho de banda
Impedancia de una Antena
La impedancia de una antena se define como la relación entre la tensión y la corriente en los bornes de entrada de la antena.
Antena con Impedancia Resistiva Pura
Una antena con impedancia puramente resistiva no tiene reactancia.
Relación entre Longitud de Antena y Longitud de Onda
La longitud de una antena está relacionada con la longitud de onda.
Frecuencia de Impedancia de una Antena
La impedancia de una antena se suele dar en la frecuencia de resonancia.
Tipos de Campos Generados por una Antena
Una antena genera campos eléctricos y magnéticos, que son perpendiculares entre sí.
Campo que Define la Polarización de una Antena
El campo eléctrico define la polarización de una antena.
Tipos de Polarización Lineal
Los tipos de polarización lineal son horizontal y vertical.
Otras Polarizaciones de Antenas
Además de la polarización lineal, las antenas pueden tener polarización circular y elíptica.
Ganancia de una Antena
La ganancia de una antena es la relación entre la potencia radiada por la antena y la potencia radiada por una antena de referencia (generalmente un dipolo de media onda) con la misma potencia de entrada.
Directividad de una Antena
La directividad de una antena se puede observar a través de los diagramas de radiación.
Unidades de Ganancia de Antena
La ganancia de una antena se suele expresar en dBi (respecto a una antena isotrópica) y, si es respecto a un dipolo de media onda, en dBd.
Rendimiento de una Antena
El rendimiento de una antena, que representa la eficiencia con la que convierte la energía de entrada en radiación, se expresa como un valor entre 0 y 1.
Eficiencia de una Antena
Una antena con una eficiencia de 1 no tiene pérdidas.
Ancho de Banda de una Antena
El ancho de banda de una antena es el intervalo de frecuencias en el que un parámetro determinado (como la impedancia o la ganancia) no sobrepasa unos límites predefinidos.
Parámetros Relacionados con el Ancho de Banda
El ancho de banda de una antena se suele relacionar con la impedancia, la directividad o el diagrama de radiación.
Reversibilidad de una Antena
Una antena es reversible cuando funciona tanto como transmisor como receptor.
PIRE de una Antena
El PIRE (Potencia Isotrópica Radiada Equivalente) de una antena es el producto de la potencia suministrada a la antena por su ganancia en la dirección de máxima radiación.
PRA de una Antena
El PRA (Potencia Radiada Aparente) de una antena se define como el producto de la potencia entregada por una antena por su ganancia respecto a un dipolo de media onda.
Relación entre PIRE y PRA
El PIRE y el PRA están relacionados; la diferencia es de -2.15 dB.
Antena Dipolo de Media Onda
La antena dipolo de media onda es el tipo de antena más utilizado en cuanto a longitud de onda.
Acortamiento de la Longitud de una Antena
La longitud de una antena se acorta debido a efectos de carga, capacitancia, autoinducción y eficiencia de radiación.
Factor de Acortamiento de una Antena
El factor de acortamiento de una antena depende de varios factores relacionados con su diseño y entorno.
Antena Dipolo: Descripción
Un dipolo consiste en dos cilindros conductores radiantes, rectilíneos y colineales, de longitud aproximada de un cuarto de la longitud de onda (¼ λ), y cuyo diámetro es mucho menor que la longitud total.
Longitud de un Dipolo
La longitud de un dipolo suele ser de aproximadamente ½ λ.
Diagrama de Radiación de un Dipolo
El diagrama de radiación de un dipolo es omnidireccional en el plano perpendicular a su eje.
Ganancia de un Dipolo
La ganancia de un dipolo es de aproximadamente 2.51 dBi.
Tipos de Dipolos
Existen varios tipos de dipolos, incluyendo:
- Simple
- En V invertida
- Circular
- Plegado
- Eléctricamente acortado
Dipolo en V Invertida
Un dipolo en V invertida tiene la forma de una V invertida.
Dipolo Plegado
Un dipolo plegado es un dipolo cuyos brazos han sido doblados por la mitad y replegados sobre sí mismos, con los extremos unidos.
Impedancia de Dipolos
La impedancia de un dipolo plegado es de 300 ohmios, mientras que la de un dipolo simple es de 73 ohmios.
Dipolo Eléctricamente Acortado
En un dipolo eléctricamente acortado, cada brazo se reemplaza en parte con una bobina.
Polarización de un Dipolo Circular
Un dipolo circular tiene polarización horizontal/vertical.
Antena Monopolo: Longitud
La longitud de una antena monopolo es de ¼ λ.
Funcionamiento de una Antena Monopolo
El funcionamiento de una antena monopolo se basa en la transmisión de frecuencias muy bajas.
Aplicaciones de la Antena Monopolo
Las antenas monopolo se utilizan en diversas aplicaciones, incluyendo la transmisión de señales de radio.
Polarización de una Antena Monopolo
La polarización de una antena monopolo es vertical.
Tipos de Antenas Monopolo
Los tipos de antenas monopolo incluyen:
- De torre aislada
- De cortina radiante
Antena Monopolo de Torre Aislada
Una antena monopolo de torre aislada consiste en una torre aislada de tierra mediante un aislador cerámico, donde la propia torre actúa como antena.
Antena Monopolo de Cortina Radiante
Una antena monopolo de cortina radiante utiliza la torre como soporte de una cortina de hilos, normalmente 6 hilos.
Funcionamiento Óptimo de la Antena Monopolo
Para un funcionamiento óptimo, las antenas monopolo deben colocarse verticalmente sobre una superficie conductora.
Adaptación de Impedancia en Monopolos
Cuando la longitud de onda es excesivamente grande, lo que hace inviable la instalación de un monopolo, se utilizan elementos externos para adaptar la impedancia.
Tipo de Monopolo Más Utilizado
El tipo de monopolo más utilizado actualmente es el de corriente radiante.
Ventajas del Monopolo de Cortina Radiante
Las ventajas del monopolo de cortina radiante incluyen:
- Alta ganancia
- Directividad mejorada, ideal para comunicaciones a larga distancia
- Bajo ángulo de radiación
- Mayor eficiencia en comparación con monopolos simples
- Adaptabilidad de frecuencia, permitiendo su uso en diferentes bandas con ajustes adecuados
Cables de Anclaje de la Antena Monopolo
Los cables de anclaje de la antena monopolo deben llevar un aislador. Si son conductores, deben estar conectados a tierra. Si son aislados, deben estar aislados en ciertos puntos.
Antena Yagi: Uso
Una antena Yagi se utiliza cuando se necesita una cierta directividad.
Partes de una Antena Yagi
Las partes de una antena Yagi son:
- Dipolo
- Reflectores
- Directores
Posición del Director y Reflector en una Antena Yagi
El director se sitúa más cerca del dipolo que el reflector.
Función del Director en una Antena Yagi
El director concentra la energía que viene por el frente.
Función del Reflector en una Antena Yagi
El reflector bloquea la energía posterior.
Mejoras con Más Directores en una Antena Yagi
Una antena con más elementos directores tendrá:
- Mayor ganancia directiva
- Lóbulo más estrecho
- Mejor discriminación
- Mejor relación frente-espalda
Estructura de una Antena Helicoidal
Una antena helicoidal está constituida por un conductor grueso arrollado en hélice, y sus dimensiones son función de la frecuencia de trabajo.
Frecuencias de Uso de Antenas Helicoidales
Las antenas helicoidales se utilizan en frecuencias de la banda VHF y superiores.
Antena Diédrica: Descripción Breve
Las antenas diédricas están formadas por un dipolo situado en la bisectriz de un reflector diédrico.
Antena Parabólica: Descripción Breve
Una antena parabólica es una antena formada por un reflector parabólico que concentra toda la energía en un punto denominado foco.
Tipos de Antenas Parabólicas
Los tipos de antenas parabólicas incluyen:
- Primario
- Offset
- Cassegrain
Antena de Bocina: Descripción Breve
Las antenas de bocina consisten en realizar un ensanchamiento a la guía de ondas de una manera controlada para adaptar la impedancia de la guía de ondas al espacio libre.
Aplicaciones de las Antenas de Bocina
Las antenas de bocina se utilizan en aplicaciones como:
- LNB (Low-Noise Block downconverter)
- Antenas de satélites
Ganancia de una Antena Parabólica
Las antenas parabólicas suelen tener un margen de ganancias entre 20 y 50 dBi.
Antena Logarítmico-Periódica: Descripción Breve
Una antena logarítmico-periódica es una antena donde cada elemento resuena a una frecuencia distinta en un rango distante.
Ventaja Principal de la Antena Logarítmico-Periódica
La principal ventaja de la antena logarítmico-periódica es la capacidad de construir un sistema resonante de un gran ancho de banda.
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