Antenas

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 Dipolo de Media Onda

El dipolo elemental es la antena más básica que existe, formado por un hilo conductor de longitud L y alimentado en el centro por un generador o una línea de transmisión. Sus dimensiones son pequeñas comparadas con la longitud de onda (E) y la corriente que lo recorre es uniforme.

Un dipolo de media onda es una antena formada por dos conductores de longitud total igual a la mitad de una longitud de onda, un dipolo de media onda es 5% mas corto que la longitud de onda en espacio libre, de bido a que la velocidad de propagación en cada brazo del dipolo es 5% menor que C.

Cuando la onda deja la línea de transmisión y entra al dipolo λ/2 se crea radiación electromagnética.

A lo largo de la antena dipolo aparecen corrientes y voltajes. Nos interesa la relación entre V e I en distintos puntos de la antena, no los valores particulares. En un dipolo λ/2 se encuentra la siguiente distribución de V e I:

En el centro de la antena se tiene una gran corriente para un muy pequeño voltaje. Por lo tanto, se trata de una zona de muy baja impedancia (cero ohms en teoría, unos 72 ohms en la práctica).

En los extremos del dipolo el voltaje tiene su máximo valor mientras que la corriente es muy baja. En consecuencia, se tiene una la zona de mayor impedancia de la antena (infinita en teoría, 2000-3000 ohms en la práctica).

Se dice que la antena λ/2 es resonante al tener la longitud apropiada para acomodar una distribución de media longitud de onda de voltaje y corriente .En los extremos y en el centro de la antena la impedancia es predecible y resistiva.

Para que una cargue disipe (o radie en el caso de la antena) máxima potencia, la carga debe ser resistiva y coincidir con la resistencia de la fuente. Para la antena dipolo, en que la impedancia al centro, para la alimentación, es 72ohms, se debería llegar hasta la antena con una línea de transmisión de 72ohms o alimentar a través de transformador de impedancia (balun)

Lóbulo de radiación de dipolo de media onda

Efectos de la Tierra en un Dipolo de Media Onda

Las pautas de radiación son para son para condiciones en el espacio libre. En la atmosfera terrestre, la propagación ondulatoria está influida por la orientación de la antena, la absorción atmosférica y los efectos del suelo, como la reflexión. El efecto de la reflexión de un dipolo de media onda no aterrizado sobre el suelo se muestra en la figura.

La antena se monta a una cantidad apreciable de longitudes de onda sobre la superficie de la tierra. La intensidad de campo en cualquier punto dado del espacio es la suma de las ondas directas y reflejadas en el suelo.

La onda reflejada en el suelo parece irradiarse de una imagen de la antena situada a la distancia h bajo del suelo. Esta antena aparente es una imagen especular de la antena real. la onda reflejada en el piso esta invertida o desfasada 180 grados, y recorre una distancia 2hsenθ mayor que la onda directa para llegar al mismo punto p en el espacio. La pauta de radiación que resulta es una suma de las radiaciones de la antena real y la antena espejo. Nótese que es la técnica de trazado de rayos clásica en óptica.

 Antena de Marconi

Conceptualmente, se trata de un conductor vertical de poco espesor, perpendicular a la Tierra. Puede imaginarse como un brazo de un dipolo, al cual la Tierra le sirve de espejo para "fabricar" la imagen del otro brazo del dipolo.

La vertical de antena más común es la antena tipo Marconi. Se trata de un conductor vertical de l/ 4 de alto, alimentado al final cerca de la tierra. Se trata esencialmente de un dipolo vertical, en el que un lado del dipolo es la imagen de la antena de RF en el suelo. Esto puede sonar extraño, pero recuerde que refleja RF suelo como un espejo refleja la luz.

Este tipo de antena, a diferencia del dipolo, es una antena balanceada, y deben ser alimentados directamente con cable coaxial. La pantalla del cable coaxial se conecta a la tierra en la base de la antena y el cable centro de cable coaxial se conecta al radiador vertical.

Debido a que el suelo debajo de una antena vertical es en realidad parte de la antena, es necesario que las pérdidas de suelo se reduzcan al mínimo. Para minimizar las pérdidas, la conductividad eléctrica del suelo debe ser lo más alta posible, o una baja pérdida de suelo artificial, deben ser proporcionados.

Conductividad del suelo puede ser mejorada mediante el uso de radiales cables de tierra. Estos son los cables enterrados justo debajo de la superficie de la tierra o establecidos en la superficie que proporcionan una vía de baja resistencia para las corrientes de RF que fluye en el suelo. Las corrientes de tierra son mayores en las inmediaciones del punto de alimentación de una antena de Marconi, por lo que los radiales agotado desde el punto de alimentación, hasta una distancia de l/ 4 de la antena, si es posible. Las radiales de tierra no tiene que ser de cualquier longitud específica y la regla general es que un gran número de radiales corta es preferible a una radiales largo pocas. El siguiente diagrama muestra cómo fluye la corriente a través del suelo hasta el punto de alimentación de la antena Marconi.

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