Conocer el comportamiento práctico de un radiador: dipolos y monopolos.
Enviado por RICARDO QUEZADA GRESS • 23 de Abril de 2016 • Prácticas o problemas • 1.305 Palabras (6 Páginas) • 182 Visitas
Objetivo
Conocer el comportamiento práctico de un radiador: dipolos y monopolos.
Marco teórico:
- Dipolo Simple (Elemental)
Un dipolo es una antena con alimentación central empleada para transmitir o recibir ondas de radiofrecuencia, es decir, es un elemento de corriente de longitud h, recorridos por una corriente uniforme, cuyas dimensiones son pequeñas comparadas con la longitud de onda.
La mayor parte de las antenas con frecuencias inferiores a 1 MHz se comportan como dipolos elementales, dado que a esa frecuencia la longitud de onda es de 300 metros.
[pic 1]
La longitud del dipolo es la mitad de la longitud de onda de la frecuencia de resonancia del dipolo, y puede calcularse como 150/frecuencia (MHz). El resultado estará dado en metros. A causa del efecto de bordes la longitud real será algo inferior, del orden del 95% de la longitud calculada.
La siguiente imagen es un dibujo de un dipolo elemental, pintado en rojo esta la el campo eléctrico y en azul el campo magnético.
[pic 2]
Y aquí su diagrama de radiación en 3 dimensiones:
[pic 3]
- Monopolo
El monopolo vertical o antena vertical es una antena constituida de un solo brazo rectilíneo irradiante en posición vertical.
En la siguiente foto podemos comprobar la similitud entre monopolo y dipolo, los monopolos tienen la misma corriente que los dipolos, los campos radiados son los mismos en el semiplano superior, mientras que el campo es cero en el semiplano inferior del monopolo.
[pic 4]
La antena vertical emite en polarización vertical, o sea, el campo eléctrico es perpendicular al plano del suelo.
[pic 5]
En la siguiente tabla está la comparación entre los diversos parámetros de radiación.
[pic 6]
En algunas circunstancias es necesaria la representación gráfica de la fase del campo eléctrico. Esta representación recibe el nombre de Diagrama de Fase o Patrón de Radiación.
Patrón de radiación
Es un diagrama polar o gráfica que representa las intensidades de los campos o las densidades de potencia en varias posiciones angulares en relación con una antena. Si el patrón de radiación se traza en términos de la intensidad del campo eléctrico (E) o de la densidad de potencia (P), se llama patrón de radiación absoluto. Si se traza la intensidad del campo o la densidad de potencia en relación al valor en un punto de referencia, se llama patrón de radiación relativo.
Algunas veces no nos interesa el diagrama de radiación en tres dimensiones, al no poder hacerse mediciones exactas sobre él. Lo que se suele hacer es un corte en el diagrama de radiación en tres dimensiones para pasarlo a dos dimensiones. Este tipo de diagrama es el más habitual ya que es más fácil de medir y de interpretar.
Campos Cercanos y Lejanos
El campo de radiación que se encuentra cerca de una antena no es igual que el campo de radiación que se encuentra a gran distancia. El termino campo cercano se refiere al patrón de campo que está cerca de la antena, y el termino campo lejano se refiere al patrón de campo que está a gran distancia. Durante la mitad del ciclo, la potencia se irradia desde una antena, en donde parte de la potencia se guarda temporalmente en el campo cercano. Durante la segunda mitad del ciclo, la potencia que está en el campo cercano regresa a la antena. Esta acción es similar a la forma en que un inductor guarda y suelta energía. Por tanto, el campo cercano se llama a veces campo de inducción. La potencia que alcanza el campo lejano continuo irradiando lejos y nunca regresa a la antena por lo tanto el campo lejano se llama campo de radiación. La potencia de radiación, por lo general es la más importante de las dos-, por consiguiente, los patrones de radiación de la antena, por lo regular se dan para el campo lejano. El campo cercano se define como el área dentro de una distancia D2/l de la antena, en donde l es la longitud de onda y D el diámetro de la antena en las mismas unidades.
Material:
- 1 Plano de Tierra perfectamente conductos
- 1 Generador de Radiofrecuencia
- 1 Detector de Radiación
- 1 Detector de corriente y voltaje
- 2 Varillas del número 1
- 2 Varillas del número 13
- 2 Varillas del número 16
- 2 Varillas del número 18
- 1 Varilla del número 2
Desarrollo:
- Se coloca la varilla en la ranura del plano tierra y se ajusta para cada varilla
- Se mide con el medidor de corriente y voltaje los leds que estén prendidos a la distancia de 2, 7, 12, 17, 22, 27,32.
- Ahora con el detector de radiación se mide la distancia máxima a la que el foco sigue prendido o se encuentra de una escala del 0 al 1 en el 1.
- Para cada caso se hace tabla y gráficas.
Monopolos.
[pic 7][pic 8]
Figura 1. Monopolo empleado en el desarrollo.
Para la antena del inciso a)
L | V | I |
2 | 3 | 2 |
7 | 3 | 2 |
12 | 4 | 1 |
17 | 5 | 0 |
22 | 5 | 0 |
27 | 5 | 0 |
32 | 5 | 0 |
[pic 9]
[pic 10]
Figura 2. Comportamiento del voltaje y la corriente a lo largo de la antena a)
Para la antena del inciso b)
L | V | I |
2 | 5 | 0 |
7 | 4 | 0 |
12 | 3 | 0 |
17 | 2 | 0 |
22 | 2 | 1 |
27 | 1 | 1 |
32 | 0 | 0 |
[pic 11]
[pic 12]
Figura 3. Comportamiento del voltaje y corriente a lo largo de la antena b)
Para la antena del inciso c)
L | V | I |
2 | 3 | 0 |
7 | 3 | 0 |
12 | 3 | 0 |
17 | 3 | 1 |
22 | 2 | 1 |
27 | 1 | 1 |
32 | 0 | 1 |
[pic 13]
[pic 14]
Figura 4. Comportamiento del voltaje y la corriente a lo largo de la antena c)
...