antenas y lineas de transmisión
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Índice
1. Introducción
2. Líneas de transmisión
3. Línea balanceada y desbalanceada
4. Cables
5. Guías de onda
6. Estación base
7. Conectores
8. Adaptadores
9. Antenas y sus Parámetros
10. Tipos de antenas
11. Conclusión
12. Bibliografía
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Una línea de transmisión es el
dispositivo utilizado para guiar la
energía de radiofrecuencia desde
un punto a otro.
Una antena es la estructura asociada
con la región de transición entre una
onda guiada a una onda que se
desplaza en el espacio libre, por la
irradiación de energía de radiofrecuencia.
Línea de transmisión
Conceptualmente, una línea de transmisión es una red de dos puertos, cada puerto
contando con dos terminales.
Existen dos categorías principales de líneas de transmisión: Línea balanceada y
Desbalanceada.
La línea balanceada: Consta de dos conductores paralelos separados una distancia que puede ser media
pulgada a varias pulgadas. Pueden usarse elementos aislantes para mantener
separados los conductores, o la separación puede tenerse con un aislador continuo
de plástico que es parte del aislamiento de un conductor.
Por cada alambre fluye la misma
corriente respecto de tierra, ninguno
los alambres se conecta a tierra.
Línea desbalanceada: Uno de los conductores sí se conecta a
tierra. El cable coaxial es una línea
desbalanceada, ya que la corriente del conductor central está en referencia con el
blindaje, el cual está conectado a tierra.
Algunas de las principales líneas de transmisión:
Cables de teléfono (UTP, STP, FTP), Cables coaxiales y Fibras ópticas
Otra categoría principal de líneas de transmisión: los cables y las guías de ondas.
Cables.En el caso de frecuencias mayores los cables utilizados son casi exclusivamente los coaxiales.
Tienen un conductor central recubierto por un material no conductor denominado
dieléctrico, o aislante.
El dieléctrico se recubre con una pantalla conductora envolvente a menudo en forma de
malla, que evita una conexión eléctrica entre el conductor central y la pantalla. Y está
protegido por un recubrimiento generalmente de PVC.
Impedancia característica en torno a 50, 75 y 93 Ohm
Cable bifilar, o de dos conductores, que conecta un transmisor con una antena o una
antena con un receptor. Lo ideal sería conectar una antena directamente al transmisor o al
receptor, pero no siempre es práctico.
Impedancia característica en torno a los 300 Ohm.
Cable de par trenzado
El cable de par trenzado usado en telecomunicaciones en el que dos conductores
eléctricos aislados son entrelazados para anular las interferencias de fuentes externas
y diafonía de los cables opuestos.
Unshielded twisted pair (UTP) o par trenzado sin blindaje: son cables de pares trenzados sin
blindar que se utilizan para diferentes tecnologías de redes locales. Son de bajo costo y de
fácil uso, pero producen más errores que otros tipos de cable y tienen limitaciones para
trabajar a grandes distancias sin regeneración de la señal, su impedancia es de 100 Ohmios.
Shielded twisted pair (STP) o par trenzado
blindado: se trata de cables de cobre
aislados dentro de una cubierta protectora,
con un número específico de trenzas por pie.
Se utiliza en redes de ordenadores como
Ethernet. Es más caro que la versión sin
blindaje y su impedancia es de 150 Ohmios.
Foiled twisted pair (FTP) o par trenzado con
blindaje global: son unos cables de pares que
poseen una pantalla conductora global en
forma trenzada. Mejora la protección frente a
interferencias y su impedancia es de 120 Ohmios.
Guías de Ondas
Una guía de onda es un tubo
conductor a través del cual se
transmite la energía en la
forma de ondas
electromagnéticas.
El tubo actúa como un
contenedor que confina las
ondas en un espacio cerrado.
Perdidas en la línea de transmisión
Para propósitos de análisis se consideran las líneas sin perdidas o ideales, como todo en la
electrónica se considera ideal, pero no lo son. En las líneas existen ciertos tipos de
perdidas:
Pérdida del conductor:
Como todos los materiales semiconductores tienen cierta resistencia finita, hay una
perdida de potencia inherente e inevitable.
Perdida por calentamiento del dieléctrico:
El calor es una forma de energía y tiene que tomarse de la energía que se propaga a lo
largo de la línea. Para líneas dieléctricas de aire, la pérdida de calor es despreciable.
Sin embargo, para líneas sólidas, se incrementa la pérdida por calentamiento del
dieléctrico con la frecuencia.
Perdida por acoplamiento:
Ocurre cada vez que una conexión se hace de o hacia una línea de transmisión o
cuando se conectan dos partes separadas de una línea de transmisión. Las conexiones
mecánicas son discontinuas (lugares donde se encuentran materiales diferentes). Las
discontinuidades tienden a calentarse, a radiar energía, y a disipar potencia.
RELACIÓN DE ONDAS ESTACIONARIAS
Cuando una línea de transmisión lleva potencia a una carga (antena) que no la disipa
completamente la línea tiene una componente reactiva, que devuelve potencia a la fuente
emisora (equipo de radio). Esta potencia devuelta es la componente reflejada que fluye en
sentido contrario a la componente directa y como hay dos ondas que fluyen en sentido
contrario, éstas producen ondas estacionarias en la línea de transmisión.
La relación entre los valores máximos y mínimos de tensión (voltaje) de radio frecuencia en la
línea se denomina R.O.E (relación ondas estacionarias) e indica una desigualdad de
impedancia entre la línea de
transmisión y la carga
(antena).
La línea de transmisión
tiene una impedancia
característica que debe ser
adaptada a la impedancia
de la antena para evitar las
ondas estacionarias.
Estación Base
Tipo de los cables (coaxial, fibra, entre otros)
Características: Debe tener excelentes cualidades mecánicas y eléctricas, conductor exterior
corrugado, garantizando un apantallamiento óptimo, ideales para instalaciones exteriores,
con baja atenuación.
Impedancia normal de 50 ohmios
Cable coaxial 1-5/8"
Cable coaxial 1-1/4"
Cable coaxial 7/8" R
Cable coaxial 1/2" R
Cable coaxial 1/2" S
Cable coaxial 3/8" R
Cable coaxial 1/4" R
BNC es un conector miniatura de conexión y desconexión rápida.
Ideales para la terminación de cables coaxiales miniatura o
subminiatura . Tienen un desempeño aceptable hasta unos pocos
cientos de MHz.
Los conectores TNC versión roscada de los BNC. Debido a que proveen
una mejor interconexión, funcionan bien hasta unos12GHz.
RP-TNC. Es un conector TNC con el género invertido.
Tipo N se utilizan a más de 18 Ghz y se utilizan en aplicaciones de
microondas. Se fabrican para la mayoría de tipos de cable. Las uniones del
cable al conector macho o hembra son impermeables, y proveen un agarre
efectivo.
Conectores Los conectores vienen en una gran variedad de formas y tamaños. Además de los modelos
estándares, los conectores pueden tener polaridad inversa (géneros intercambiados) o roscas
invertidas.
SMA unidades subminiatura de precisión que proveen excelentes
prestaciones eléctricas hasta más de 18 GHz.
Los SMB versión más pequeña de los SMA con un acoplamiento
a presión y funcionan hasta los 4 GHz.
Los MCX 30% más pequeño que la del SMB. Capacidad de
banda ancha de 6GHz con un diseño de conector a presión.
U.FL conector de microondas más pequeño. El U.FL / MHF se utiliza
para conectar una tarjeta de radio mini-PCI a una antena o a un conector
más grande (como un N o un TNC).
La serie MMCX, conectores micro-miniatura
se encuentran generalmente en tarjetas de
radio.
Los conectores MC-Card son más pequeños y más frágiles que los MMCX. Tiene un
conector externo con ranuras que se quiebra fácilmente luego de unas pocas
interconexiones.
Adaptadores
Los adaptadores son conectores cortos usados para unir dos cables o dos componentes que no se
pueden conectar directamente. Los adaptadores pueden ser utilizados para interconectar
dispositivos o cables de diferentes tipos.
También pueden servir para unir dos conectores del mismo tipo que no pueden hacerlo
directamente por su género (macho-macho/hembra-hembra).
Es un dispositivo que sirve para transmitir y recibir ondas de
radio. Convierte la onda guiada por la línea de transmisión en
ondas electromagnéticas que se pueden transmitir por el
espacio libre.
• IMPEDANCIA
• EFICIENCIA
• CAMPO CERCANO Y LEJANO
• PATRON DE RADIACION
• GANANCIA DIRECTIVA Y DE POTENCIA
• POLARIZACION
• ANCHO DE HAZ
• ANCHO DE BANDA
PARAMETROS GENERALES
Dipolo de Media Onda:
DIAGRAMA DE RADIACION
DE LA ANTENA DIPOLO DE
MEDIA ONDA
Antena monopolo
• la polarización es horizontal.
• las antenas ranuradas pueden ser omnidireccionales o direccionales.
ALGUNAS APLICACIONES DE LA ANTENA
RANURADA SON LAS IEEE 802.11X WIRELESS
LANS ENLANCES TERRES DE ALTA VELOCIDAD
APLICACON DE RADAR Y NAVEGACION
Antena sectorial
es un tipo de antena de
microondas con un patrón
de radiación en forma de
sector generalmente de
60°, 90° y 120°
Antenas de Bocina
Antena Yagi: Antena constituida por varios elementos paralelos y coplanarios, directores, activos y reflectores,
utilizada ampliamente en la recepción de señales televisivas.
Su ganancia esta dada por:
G = 10 log n
donde n es el número de elementos por
considerar
Antena de reflector o parabólica:
Antena provista de un reflector metálico, de forma parabólica, esférica o de bocina, que
limita las radiaciones a un cierto espacio, concentrando la potencia de las ondas; se utiliza
especialmente para la transmisión y recepción vía satélite.
El tema en relación a las antenas y a líneas de transmisión nos dice que para el caso en
especial para comunicaciones hay una gama especifica de componentes tales como
antenas especiales para radiofrecuencias de comunicación así también los hay los
estándares de tipo de cable a utilizar y sus características propias de cada una, la cual
nos indica la razón del porque usar estos equipos y materiales para el trabajo de
comunicación.
ROMEOWALBERTO GUTIERREZ NUÑEZ
Las antenas son la interfaz entre las ondas guiadas y las no guiadas, tienen muchas
formas y tamaños que deben ser al menos una fracción de la longitud de onda que
utiliza.
La impedancia de la antena debe acoplarse a la de la línea de transmisión por ende
una “antena óptima” para cada aplicación.
Conclusiónes LUIS FRANCISCO AMORES TAPIA
JOSE JOAQUIN DIAZ RAMIREZ
Podemos decir que las lineas de transmision asi como las antenas son
de gran importancia en el medio de las comuninicaciones, ya que por
medio de estos elementos es posible comunicarse a grandes y cortas
distancias.
Tambien podemos mencionar la importancia de los diferentes
elementos que intervienen entre estos, tales como los tipos de
conectores apropiados que se deben utilizar para cada tipo de lineas de
transmision asi como para las antenas, ya que hay una gran variedad de
estos elementos.
Bibliografía
• Líneas de Transmisión; Juan C. Fernández - Departamento de Física, Facultad de
Ingeniería Universidad de Buenos Aires
• Antenas; Universidad Autónoma del Caribe
• Antenas y Líneas de Transmisión; ICTP
• Introducción a las líneas de transmisión; Dr. Ricardo Mediavilla y Prof. Jaime
José Laracuente-Díaz
• Antenas y Líneas de Transmisión; Capitulo 4, Electromagnetismo