ANTENAS

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Tipos De Antenas




         Tipos de Antenas


Hay varios tipos de antenas. Los más relevantes para aplicaciones en bandas libres son:
  • Antenas Dipolo
  • Antenas Dipolo multi-elemento
  • Antenas Yagi
  • Antenas Panel Plano (Flat Panel)
  • Antenas parabólicas (plato parabólico)





De forma general, llamamos dipolo al elemento principal de la antena, al que irradia las ondas. Este tipo de antenas es la más sencilla que existe y la más fácil de fabricar.

Es un cable o elemento conductor partido por la mitad al que se conecta el cable coaxial que llega del transmisor. En la pregunta 6 hablamos de la longitud de onda y dijimos que esa magnitud es fundamental en la construcción de las antenas. Aquí tienes el motivo. El dipolo o cable conductor tiene que medir la mitad de la longitud de onda de la frecuencia en la que queremos transmitir.

La longitud de onda se obtiene dividiendo la velocidad de la luz entre la frecuencia. Como este dipolo es la mitad de la longitud de onda, podemos dejar la fórmula de esta manera para calcular una antena dipolo de 20 Mhz:

Longitud dipolo = 142,5 / F (en Megahercios)
L = 142,5 / 20 Mhz = 7,125 metros

Los 7 metros son el largo total del dipolo. Ahora, lo tendremos que dividir a la mitad y conectar cada parte a uno de los dos extremos del cable coaxial que llega del transmisor, el negativo y el positivo.






Este tipo de antenas de dipolo simple se pueden usar para transmisiones de HF que son comunicaciones de larga distancia. También se usan antenas de dipolo simple para emisoras de FM. En este caso, al ser frecuencias muy superiores, se emplean dipolos mucho más pequeños. En vez de media onda, son de un cuarto. Los dipolos de una FM, dependiendo de su frecuencia, tienen un tamaño aproximado de un metro.
Las antenas dipolo para las FM o comunicaciones con Walkie-Talkie se pueden comprar ajustadas a una determinada frecuencia o multibanda que sirva para todas las bandas. También existen las sintonizables, donde los dipolos vienen con un sistema de tornillos que permite ajustarlas a la frecuencia de nuestro equipo.



2. ANTENAS TIPO YAGI



Son usadas en FM como antenas receptoras o para radioenlaces, aunque la mayor parte de Yagis que vemos en los tejados son antenas para recibir los canales de TV.
La particularidad de este tipo de antenas es que tienen varios elementos. Esto aporta dos ventajas: son muy directivas, ya que los elementos adicionales, llamados precisamente directores, tienen la misión de dirigir la señal hacia un solo lugar; la otra ventaja es su ganancia que aumenta con los elementos directores.
En las antenas Yagi, a mayor número de elementos, mayor directividad y mayor ganancia. Pero la construcción de estas antenas respecto al tamaño y distancia de separación de cada elemento no es aleatoria como puedes ver en la imagen.



Yagu






Caja Sintonia

Son las antenas usadas para transmitir en AM. La torre está separada de la base de hormigón por un aislador, por lo general de cerámica, que aísla por completo la torre de la tierra.
Antes de que el cable llegue a la torre tiene que pasar por la caja de sintonía. Esta caja contiene una serie de bobinas para realizar un ajuste o acople de impedancias.

Hay diferentes tipos de antenas verticales, desde la más básica donde el cable que llega de la caja de acople se conecta a la torre y con ésta forma el conjunto radiador, hasta modelos como el monopolo plegado. En este caso, 6 cables tensados suben paralelos a la torre formando la antena. 


Monopolo Antena AM



Por ello, para las antenas verticales simples, la altura no es algo aleatorio. La torre, en este caso, recibe el cable y juntos forman el sistema de transmisiones. Por lo tanto, calcularemos su altura en función de la longitud de onda y la frecuencia, de la misma forma que en el dipolo simple.
Por ejemplo, una emisora de 560 Khz tendrá una antena de más de 250 metros. Mientras que en el otro extremo del dial, una antena en 1330 Khz tendrá una altura aproximada de 100 metros, a no ser que usemos modelos como el monopolo plegado, donde la altura que cuenta es la de los 6 cables, no tanto la de la torre.



4. OTRAS ANTENAS


Parabolicas
Parabólicas
Son antenas usadas para recibir señales de satélites, enlaces por microondas y otras telecomunicaciones a grandes distancias. Su plato es lo más característico. En él se recogen las ondas que llegan y son reflejadas convergiendo todas al centro donde se encuentra el foco que recibe la suma de ellas.Dependiendo de dónde se coloque el foco, tendremos antenas parabólicas de foco central, lateral y las de doble receptor o Cassegrain.
Radioaficionados
Sería difícil recoger aquí la cantidad de antenas que instalan los radioaficionados. Depende mucho de la banda en la que trabajen. Algunas son enormes instalaciones de diferentes dipolos y otras, varas largas que se usan como antenas verticales sobre los carros.
Paneles
Se ven mucho por su uso para telefonía celular. Estos paneles, igualmente, sirven para las conexiones de Internet inalámbrico. 


 5. Antenas Panel Plano (Flat Panel):

Las antenas de panel plano como su nombre lo dice son un panel con forma cuadrada o rectangular. y están configuradas en un formato tipo patch. Las antenas tipo Flat Panel son muy direccionales ya que la mayoría de su potencia radiada es una sola dirección ya sea en el plano horizontal o vertical. En el patrón de elevación (Fig. 4) y en el patrón de azimuth (Fig. 5) se puede ver la directividad de la antena Flat Panel. Las antenas Flat Panel pueden ser fabricadas en diferentes valores de ganancia de acuerdo a su construcción. Esto puede proveer excelente directividad y considerable ganancia.



Las antenas parabólicas usan características físicas así como antenas de elementos múltiples para alcanzar muy alta ganancia y direccionalidad. Estas antenas usan un plato reflector con la forma de una parábola para enfocar las ondas de radio recibidas por la antena a un punto focal. La parábola también funciona para capturar la energía radiada por la antena y enfocarla en un haz estrecho al transmitir. Como puede verse en la Figura 5, la antena parabólica es muy direccional. Al concentrar toda la potencia que llega a la antena y enfocarla en una sola dirección, este tipo de antena es capaz de proveer muy alta ganancia.



Las antenas de ranura cuentan con características de radiación muy similares a las de los dipolos, tales como los patrones de elevación y azimuth, pero su construcción consiste solo de una ranura estrecha en un plano. Así como las antenas microstrip mencionadas abajo, las antenas de ranura proveen poca ganancia, y no cuentan con alta direccionabilidad, como evidencían su patrones de radiación y su similiridad al de los dipolos. Su más atractiva característica es la fáicilidad de construcción e integración en diseños existentes, así como su bajo costo. Estos factores compensan por su desempeño poco eficiente.



Estas antenas pueden ser hechas para emular cualqueira de los diferentes tipos de antenas antes mencionados. Las antenas microstrip ofrecen varios detalles que deben de ser considerados. Debido a que son manufacturadas con pistas en circuito impreso, pueden ser muy pequeñas y livianas. Esto tiene como costo no poder manejar mucha potencia como es el caso de otras antenas, además están hechas para rangos de frecuencia muy especificos. En muchos casos, esta limitación de frecuencia de operación puede ser benéfico para el desempeño del radio. Debido a sus características las antenas microstrip no son muy adecuadas para equipos de comunicación de banda amplia.



Patrón de Radiación 
Ganancia
Directividad
Polarización
Dipolo
Amplio
Baja
Baja
Lineal
Dipolo Multi-Elemento
Amplio
Baja/Media
Baja
Lineal
Panel Plano (Flat Panel) 
Amplio
Media
Media/Alta
Lineal/Circular
Plato Parabólico
Amplio
Alta
Alta
Lineal/Circular
Yagi
Endfire
Media/Alta
Media/Alta
Lineal
Ranura
Amplio
Baja/Media
Baja/Media
Lineal
MicroStrip
Enfire
Media
Media
Lineal








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