Antenas Dipolo

Semestre Académico 2020-I

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Antenas Dipolo

7th Semester Electronic Engineering Students

Faculty of Electronic and Electrical Engineering, UNMSM, Lima, PERU

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A R T I C L E    I N F O        A B S T R A C T

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Keywords: Antena Dipolo

Patron de Radiación Diagrama de Radiación

The objective of this work will be to explain in an understandable way so that the reader understands what a dipole antenna is, how it works and what it is for. First, the general concepts covered by an antenna will be investigated, to delve into the dipole antennas. It will be described why using a dipole antenna and its main characteristics. The mathematical and physical part that is behind the design of a dipole antenna will be developed to later translate a general formulation applicable to the calculation of the fields radiated by the dipole antennas. The parameters that constitute a dipole antenna will be defined and how these affect the radiation field of the antenna. The applications of dipole antennas and their role in the world of communications will be described.

R E S U M E N

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El objetivo de este trabajo será explicar de manera entendible para que el lector comprenda que es una antena dipolo, como funciona y para qué sirve. Primeramente, se indagará en los conceptos generales que abarca una antena, para profundizar en las antenas dipolo. Se describirá porque usar una antena dipolo y sus características principales. Se desarrollará la parte matemática y física que está detrás del diseño de una antena dipolo para posteriormente plasmar una formulación general aplicable al cálculo de los campos radiados por las antenas dipolo. Se definirá los parámetros que constituyen a una antena dipolo y como estos afecta al campo de radiación de la antena. Se describirá las aplicaciones de las antenas dipolos y su rol en el mundo de las comunicaciones.

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1. Introducción

El presente trabajo pretende que el lector adquiera un conocimiento general de las antenas en especial sus propiedades y como estas caracterizan a la antena. Para entender el funcionamiento de una antena dipolo, se comienza analizando la parte matemática y física de las ondas eléctricas, magnéticas y electromagnéticas para luego definir las características generales, ventajas y limitaciones de la antena y poder optimizar (ej: funcionamiento, integración, costes) una parte enormemente transcendente en el mundo de las comunicaciones.

En la actualidad existen diversos programas informáticos que nos permiten hacer gráficos a partir de sus ecuaciones de cómo es la forma de radiación de la antena para poder analizar sus diferentes parámetros como directividad, ganancia para tener control sobre la energía radiada de la antena, una de ellas es las representaciones de un diagrama de radiación tridimensional. Con gran frecuencia se utiliza un conjunto de

determinadas secciones del diagrama de radiación a determinados ángulos de elevación (diagramas acimutales) y a determinados ángulos acimutales (diagramas verticales) para describir el diagrama de radiación completo. Las secciones más importantes son los diagramas acimutales para el ángulo de elevación al que se produce la máxima f.c.m. y el diagrama vertical para el que se produce la máxima f.c.m., denominados respectivamente Diagrama de Radiación Horizontal (DRH) y Diagrama de Radiación Vertical (DRV).

1. Marco Teórico

1. ¿QUÉ ES UNA ANTENA?

Una antena es un transductor, que convierte la energía eléctrica en ondas electromagnéticas y viceversa.

Una antena se puede usar como antena transmisora o antena receptora.

• Una antena transmisora es aquella que convierte las señales

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• Corresponding authors

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https://www.coursehero.com/file/ Sent 27 June 2020

Available online 29 June 2020

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eléctricas en ondas electromagnéticas y las irradia.

• Una antena receptora es aquella que convierte las ondas electromagnéticas del haz recibido en señales eléctricas.
• En la comunicación bidireccional, se puede usar la misma antena tanto para la transmisión como para la recepción.

Antena también se puede denominar como una antena. Es plural de antenas o antenas . Ahora, las antenas han sufrido muchos cambios, de acuerdo con su tamaño y forma. Existen muchos tipos de antenas dependiendo de su amplia variedad de aplicaciones.

Las siguientes imágenes son ejemplos de diferentes tipos de antenas.

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1. NECESIDAD DE ANTENA

En el campo de los sistemas de comunicación, cada vez que surge la necesidad de comunicación inalámbrica, ocurre la necesidad de una antena. La antena tiene la capacidad de enviar o recibir ondas electromagnéticas por el bien de la comunicación, donde no puede esperar establecer un sistema de cableado. Como en el caso de una ciudad alejada donde se es difícil hacer conexiones alámbricas que implicarían una gran inversión de costo, la mejor manera de comunicarse es por medio de antenas.

1. MECANISMO DE RADIACIÓN

La única funcionalidad de una antena es la radiación de potencia o la recepción. La antena (ya sea que transmite o recibe o hace ambas cosas) se puede conectar a los circuitos de la estación a través de una línea de transmisión. El funcionamiento de una antena depende del mecanismo de radiación de una línea de transmisión.

Un conductor, que está diseñado para transportar corriente a grandes distancias con pérdidas mínimas, se denomina línea de transmisión. Por ejemplo, un cable, que está conectado a una antena. Una línea de transmisión que conduce corriente con velocidad uniforme, y la línea es recta con una extensión infinita, no irradia energía.

Para que una línea de transmisión se convierta en una guía de ondas o irradie energía, debe procesarse como tal.

• Si la potencia tiene que irradiarse, aunque la conducción de corriente es de velocidad uniforme, el cable o la línea de transmisión deben doblarse, truncarse o terminarse.
• Si esta línea de transmisión tiene corriente, que se acelera o desacelera con una constante de tiempo variable, entonces irradia la energía, aunque el cable sea recto.
• El dispositivo o tubo, si está doblado o terminado para irradiar energía, se llama guía de onda. Estos se utilizan especialmente para la transmisión o recepción de microondas.

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1. TIPOS BÁSICOS DE ANTENAS

Las antenas se pueden dividir en varios tipos según:

• La estructura física de la antena.
• Los rangos de frecuencia de operación.
• El modo de aplicaciones, etc.

Estructura física

Los siguientes son los tipos de antenas de acuerdo con la estructura física. Aprenderá sobre estas antenas en capítulos posteriores.

• Antenas de alambre
• Antenas de apertura

• Antenas reflectoras
• Antenas de lentes
• Micro tira de antenas
• Antenas de matriz

Frecuencia de operación

Los siguientes son los tipos de antenas según la frecuencia de operación.

• Muy baja frecuencia (VLF)
• Baja frecuencia (LF)
• Frecuencia Media (MF)
• Alta frecuencia (HF)
• Muy alta frecuencia (VHF)
• Ultra alta frecuencia (UHF)
• Super alta frecuencia (SHF)
• Microonda
• Onda de radio

Los parámetros básicos de comunicación se presentarán a continuación par un mejor entendimiento de la antena, para tener una mejor idea sobre la comunicación inalámbrica mediante antenas.

1. FRECUENCIA

La frecuencia es el número de repeticiones por unidad de tiempo de cualquier evento periódico. El período es la duración de tiempo de cada evento repetitivo, por lo que el período es el recíproco de la frecuencia. Sus unidades se encuentran en Hertz (Hz).

1. LONGITUD DE ONDA

Es la distancia entre dos puntos máximos consecutivos (crestas) o entre dos puntos mínimos consecutivos (canales) se conoce como la longitud de onda ".

Simplemente, la distancia entre dos picos positivos inmediatos o dos picos negativos inmediatos no es más que la longitud de esa onda. Se puede denominar como la longitud de onda.

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