Ancho De Banda, La Frecuencia De Resonancia, La Ganancia Y El Patrón De Radiación Horizontal De Las Antenas

Objetivo

Determinar experimentalmente el ancho de banda, la frecuencia de resonancia, la ganancia y el patrón de radiación horizontal de las antenas

INTRODUCCION

Una antena puede estar constituida por uno o más conductores y tiene como función enviar o recibir energía electromagnética con información. En un sistema abierto de comunicación eléctrica, es indispensable el uso de antenas.

De acuerdo con el principio de reciprocidad, una antena se puede emplear tanto para recibir como para transmitir energía electromagnética con información. En el campo de las comunicaciones, existen muy diversos tipos de antenas, cuya configuración depende de si se usa para transmitir o para recibir, y del tipo de servicio que se requiere.

Una antena presenta varias características muy particulares entre las que destacan: su frecuencia de resonancia, el ancho de banda (ver la figura 3-1), directividad (patrón de radiación horizontal y vertical), su ganancia y su impedancia. En una antena transmisora, su frecuencia de resonancia es la misma que la frecuencia de operación del transmisor; mientras que por el lado de la antena receptora, la frecuencia de resonancia corresponde a la frecuencia media de la banda de frecuencias que se pretende recibir.

El ancho de banda de una antena se determina en función de la amplitud de las frecuencias de corte alta y baja que es 07071 de la amplitud máxima que corresponde a la frecuencia de resonancia; es decir cuando la amplitud baja a — 3 dB.

Para identificar la directividad de una antena, se recurre a la determinación de los patrones de radiación horizontal y vertical. El patrón de radiación horizontal es el más comúnmente empleado y se grafica en coordenadas polares tomando como referencia el norte geográfico.

La ganancia de antena es el resultado de comparar la intensidad de campo en una determinada dirección de una antena bajo prueba, con la intensidad de campo de una antena isotrápica.

En una práctica anterior, se determinó la impedancia de una antena empleando para ello la línea ranurada y la carta de Smith. La impedancia de antena depende del tipo de antena, por ejemplo el dipolo simple presenta una impedancia de 75 Ohm, el dipolo doblado tiene una impedancia de 300 Ohm, la antena Marconi de — de longitud de onda tiene una impedancia de 36.5 Ohm, etc.

EQUIPO Y MATERIAL EMPLEADO

 Un analizador de espectro

 Un generador de radiofrecuencia (R.F.) Un medidor de intensidad de campo

 Dos antenas dipolo simple

 Una antena Yagi-Uda de varios elementos

 Un par de cables con conectores BNC-BNC

DESARROLLO DE LA PRÁCTICA

a. Determinación de la frecuencia de resonancia (o central), del ancho de banda, y la ganancia de una antena transmisora.

a-1. Tal como se ilustra en el diagrama 1, conecte a la entrada del analizador de espectro la antena receptora dipolo simple; también. conecte a la salida del generador de barrido del analizador de espectro. la antena transmisora dipolo simple. Oriente dichas antenas, una enfrente dé la otra a una distancia aproximada de 30 cm.

Para observar el comportamiento de la antena, encienda el analizador de espectro, ajuste el intervalo de frecuencia entre 500 MHz y 1.5 GHz y active el generador de barrido.

Observe la pantalla del analizador de espectro (Figura 1) en la escala lineal y determine la amplitud máxima, así como la frecuencia correspondiente (central o de resonancia). Registre los valores de las frecuencias de corte de la antena transmisora que ocurren a 0.7071 de la amplitud máxima observada. Calcule el ancho de banda de la antena transmisora y grafique la respuesta en frecuencia de dicha antena. Si el analizador de espectro no presenta escala lineal, determine la frecuencia de resonancia a la máxima amplitud observada en decibeles; y a partir de esta lectura identifique las frecuencias de corte a una amplitud de 3 decibeles y registre estos datos para calcular el ancho de banda de la antena y grafique la respuesta en frecuencia de dicha antena.

 Valor de voltaje para encontrar las frecuencias de corte:

(6.5mV)x(0.7071)= 4.59 mV

B= frecuencia de corte 2 – frecuencia de corte 1

Frecuencia registrada Voltaje registrado

Frecuencia de resonancia 722.5 MHz 6.5 mV

Frecuencia de corte 1 587.5 MHz 4.59 mV

Frecuencia de corte 2 905 MHz 4.59 mV

Ancho de banda 317.5 MHz

a-2. Repita el experimento anterior, pero ahora substituya la antena transmisora dipolo simple conectada al generador de barrido, por una antena transmisora Yagi-Uda. Registre los valores observados, calcule el ancho de banda de la antena y grafique la respuesta en frecuencia de dicha antena.

 Valor de voltaje para encontrar las frecuencias de corte:

(9.6 mV)x(0.7071)= 6.78 mV

B= frecuencia de corte 2 – frecuencia de corte 1

Frecuencia

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