FUNDACIN UNIVERSIDAD AUTNOMA DE COLOMBIAFACULTAD DE INGENIERAPROGRAMA DE INGENIERA ELECTRNICAANTENAS Y PROPAGACINTaller Arreglos de Antena

1. Las antenas monopolares tienen mejor desempeo si se instalan sobre suelo hmedo como un pantano. En ocasiones se instalan incluso en agua poco profunda como la orilla de un lago. Explique por qu.2. Cmo puede simularse el efecto del suelo hmedo (si no se tiene) para una antena monopolar?3. En qu difiere un plano de tierra o tierra artificial de una conexin de tierra real? por qu se utiliza?4. Cmo se incrementa la longitud elctrica de una antena sin aumentar su tamao fsico?5. Por qu las antenas de lazo o cuadro pequeas se utilizan pocas veces para transmitir?6. Nombre dos tipos de antenas que se distingan por tener ancho de banda particularmente amplio. Cul de estas es direccional?7. Distinga entre arreglos de radiacin longitudinal (end-fire) y transversal (broad-side). Nombre y esboce un ejemplo de cada uno.8. Distinga entre arreglos parsitos y en fase. Nombre y bosqueje un ejemplo de cada uno.9. Qu se entiende por antena colineal? Bosqueje este tipo de antena y su patrn de radiacin. 10. Cul es el propsito de usar un reflector plano con un arreglo de antenas?

Realizado por jefry Steven barrero campos1.) Las antenas verticales no necesitan estar montadas a nivel del suelo. A VHF y valores de frecuencia superiores, donde la propagacin por lnea de vista es el mtodo ms comn, la altura de la antena es muy importante. Sera ineficaz una antena montada a nivel de suelo. Es posible preservar las implicidad y los bajos ngulo de radiacin del monopolo montado en el suelo, en efecto, construyendo una tierra artificial en la base de la antena.2.) Este plano de tierra (ground-plane)puede ser una lmina conductora, pero es ms probable que se construya de cuatro o msvarillas metlicas radiando hacia fuera de la base de la antena y con una longitud tan grande como la misma antena. Las antenas con plano de tierra suelen observarse con las estaciones base debanda civil o ciudadana CB. Puesto que la longitud de onda en la banda CB de 27 MHz es casi 11 m, la antena de cuarto de onda necesita ser de casi 3 m de largo. Es evidente la dificultad para montaren una torre una antena como sta; un dipolo completo del doble de longitud sera mucho ms difcil de manejar.3.) Las antenas mviles por lo comn son antenas con plano detierra, con el automvil actuando por s mismo como el plano detierra. As, se esperara que una simple antena de ltigo sobre un automvil tuviera una longitud de un cuarto de longitud de onda. Esto es bastante prctico en la banda de transmisin de FM, donde la longitud de onda es casi 3 m, pero es bastante imprctica (aunque aveces se hace) en la banda CB de 27 MHz e impensable en la banda de difusin de AM, donde la longitud de onda es del orden de 300 m, Esta antena suele utilizarse verticalmente ya sea como antena mvil o de base en los sistemas VHF yUHF. Al igual que la antena vertical de un cuarto de onda, sta tiene respuesta omnidireccional en el plano horizontal. Sin embargo, la radiacin est concentrada a un ngulo menor, que produce ganancia en la direccin horizontal, la cual suele ser ms til. Adems, tiene una mayor impedancia en el punto de alimentacin y, por consiguiente, no requiere una conexin atierratan buena, debido que es menor la corriente en el punto de alimentacin. Por lo comn, se disminuye la impedancia para adaptarla a la de una lnea de alimentacin de 50 por medio de una seccin de adaptacin de impedancia.4.) A mayor altura de antena mayor longitud elctrica del dipolo y a menor altura menor longitud del dipolo variando hasta un 3% en su longitud elctrica, ya que es preciso aclarar que la longitud fsica o geomtrica de un elemento vara ligeramente con respecto a la longitud elctrica del mismo. La longitud elctrica se ve afectada debido a: La presencia de elementos metlicos, su cercana con respecto al suelo, y fundamentalmente a causa del dimetro del elemento usado para construir la antena. Un elemento de gran dimetro afecta de manera diferente que uno de menor dimetro debido a la presencia de variables capacitivas invisibles.5.) Las longitudes de las antenas estudiadas hasta el momento son una fraccin considerable de una longitud de onda. A veces, en particular para recibir, se requiere una antena mucho ms pequea. Estas antenas no son muy eficaces pero su desempeo es adecuado para tareas como la recepcin de transmisiones de AM locales. Tambin se utilizan para radiogonimetros del servicio marino, una bobina con ncleo de aire. Esta antena es bidireccional, con su sensibilidad mayor en el plano de la espira, como muestra la flecha. Para la banda de radiodifusin de AM sta sera una bobina de varias vueltas; por claridad slo se muestra una. una representacin de una antena de ncleo de ferrita, como la que se encuentra en casi todo receptor de radiodifusin de AM (excepto los de los automviles). Aqu, la direccionalidad an est en el plano de cada una de las vueltas de la bobina, pero es perpendicular al eje del ncleo de ferrita. Como se vio en el captulo 6, la antena de ncleo de ferrita tambin acta como la bobina en el circuito sintonizado de entrada de un receptor6.) A.La antena de aspecto bastante inusual mostrada en la figura 16.16 se conoce de manera apropiada como eldisco-cono (discone).Se caracteriza por un ancho de banda muy amplio, que abarca aproximadamente un margen de frecuencia de 10:1, y un patrn omni-direccional en el plano horizontal. La seal se polariza verticalmente, y la ganancia es comparable a la de un dipolo. La impedancia del punto de alimentacin es de alrededor de 50 ; el punto de alimentacin se localiza en la interseccin del disco y el cono. La combinacin disco-cono acta como un transformador para adaptar la impedancia de la lnea de alimentacin con la impedancia del espacio libre, que es de 377 . Por lo comn, la longitud medida a lo largo de la superficie del cono es ms o menos un cuarto de longitud de onda a la mnima frecuencia de operacin.7.) B. un dipolo plegado (folded dipole). Es de la misma longitud que un dipolo de media onda estndar, pero est hecho con dos conductores paralelos, unidos en ambos extremos y separados por una distancia que es corta en comparacin con la longitud de la antena. Uno de los conductores se abre en el centro y se conecta a una lnea de alimentacin balanceada.El dipolo plegado difiere en dos maneras del dipolo de media onda ordinario descrito antes. Tiene un ancho de banda ms amplio, es decir, el intervalo de frecuencias dentro del cual su impedancia permanece aproximadamente resistiva es ms grande que para el dipolo de un solo conductor. Por esta razn, a menudo se utiliza solo o con otros elementos, para las antenas receptoras de televisin y radiodifusin de FM. Tambin tiene ms o menos cuatro veces la impedancia del punto de alimentacin de un dipolo ordinario. Esto explica el uso extenso de la lnea balanceada de 300 (conocida comocable bifilar plano)en instalaciones receptoras de TV y FM.

8.) Parasitos: Podra haber configuraciones para desplazamiento de fase, reparto de potencia y adaptacin de impedancia para cada uno de los elementos, pero todas reciben potencia de la lnea de alimentacin (suponiendo una antena transmisora). Puesto que puede decirse que el transmisorexcitacada elemento al suministrar potencia, a este tipo de arreglos tambin se les llamaarreglos excitados (driven arrays).En algunos arreglos, slo est conectado un elemento a la lnea de alimentacin, en tanto que los otros funcionan absorbiendo y radiando de nuevo la potencia radiada desde el elemento excitado. A estos elementos se les conoce comoelementos parsitos (parasitic elements), ya las antenas se les conoce como antenas conarreglos parsitos

Fase: En losarreglos en fase,los elementos estn conectados a la lnea de alimentacin. Podra haber configuraciones para desplazamiento de fase, reparto de potencia y adaptacin de impedancia para cada uno de los elementos, pero todas reciben potencia de la lnea de alimentacin (suponiendo una antena transmisora).Los arreglos en fase se forman al conectar cualquiera de los tipos de antenas simples ya descritas. Dependiendo de la geometra del arreglo y la relaciones de fase y corriente entre los elementos, el sistema puede ser de radiacin transversal o longitudinal. Los arreglos en fase no estn restringidos a combinaciones de dipolos simples. Por ejemplo, en la figura 16.36 se muestra un par de antenas Yagis apiladas, es decir, las Yagis se montan una arriba de otra y se alimentan en fase. Esta combinacin comn da mejor directividad que una sola Yagi. Desde un punto de vista ideal, la ganancia ser 3 dB mayor que para una sola Yagi del mismo tipo. Por supuesto, tambin es posible combinar nmeros ms grandes de Yagis, y a partir de otros tipos de antenas se construyen arreglos similares, como los arreglos log-peridicos o de antenas helicoidales.

9.) ste es un arreglo conocido comocolineal (collinear array)debido a que los ejes de los elementos estn a lo largo de la misma lnea. Suponga que la antena colineal de esta figura se utiliza para transmitir, e imagine una antena receptora colocada a lo largo del eje principal de la antena. Ninguno de los elementos individuales irradia energa en esta direccin, as que por supuesto no habr seal del arreglo en esta direccin. Ahora, mueva la antena receptora hipottica a un punto directo a un lado de la antena. Cada elemento irradia una seal en esta direccin, pero se debe determinar si estas seales se suman de forma constructiva o destructiva. Si los elementos estn en fase, se suman las seales. Una comprobacin rpida deja ver que ste en realidad es el caso. Los dipolos de media onda se enlazan mediante secciones de lnea de transmisin de un cuarto de onda que causan una inversin de fase entre extremos adyacentes. Por consiguiente, los dipolos estarn en fase.

10.) El propsito de utilizar un reflector plano detrs de la antena es que las ondas solo irradien hacia una direccin,como por ejemplo en la antena yagi: Tiene un elemento excitado, unreflectordetrs del elemento excitado y uno o msdirectoresenfrente del elemento excitado. El elemento excitado es un dipolo de media onda o dipolo plegado. El reflector es un poco ms largo que media longitud de onda, y los directores son ligeramente ms cortos.