________________________________________
INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL
Escuela Superior de Ingeniería Mecánica
Y Eléctrica
Unidad ZACATENCO
Profesor: BRITO RODRIGUEZ ROLANDO
ALUMNA: GONZALEZ FLORES DANIELA
GRUPO: 5CM13
_____________________________________________________________
OBJETIVO
Conocer los diferentes tipos de antenas, sus características, usos y clasificaciones.
INTRODUCCIÓN
¿QUE ES UNA ANTENA?
Una antena es un dispositivo de transición o transductor entre una onda guiada y una onda en el espacio libre o viceversa; es decir transmite y/o recibe).
- Antena de Transmisión: Esta destinada a la transformación de la energía de un campo electromagnético estacionario (o de inducción) producido por la señal de radio, en energía de un campo electromagnético de radiación, añadiendo ademas que este ultimo debe emitirse en unas direcciones dadas.
- Antena de Recepción: Esta destinada a la transformación de la energía de una radio señal consistente en ondas de un campo de radiación que proceden de direcciones dadas, en energía de un campo estacionario de ondas electromagnéticas.
La reciprocidad de las antenas encuentra su expresión en la posibilidad de utilizar una misma antena en calidad de transmisora y de receptora, y conservar invariables los parámetros principales de la antena al pasar del régimen de transmisión al régimen de recepción y viceversa.
----------------------------------------------------------------------------
TIPOS DE ANTENAS
La tipificación de las antenas,como para cualquier otra clase de elementos, depende de los criterios que para tal fin se utilicen, por lo tanto habrá tantos tipos de antenas como criterios al respecto existan.
EL DIPOLO ELEMENTAL
- EL DIPOLO INFINITESIMAL:
El dipolo infinitesimal, es aquel dipolo cuya longitud eléctrica es mucho menor que la longitud de onda de la señal a la cual está operando: (l<<lamda), en términos prácticos: (l<lamda/50).
Su distribución en corriente: Debido a su longitud infinitesimal: (l<<lamda), se puede considerar que para el caso de este dipolo la corriente es constante: I0, en toda su longitud, y que corresponde a la corriente máxima de alimentación.Por lo tanto, se puede expresar la distribución de la corriente en el dipolo de la siguiente manera:
- DIPOLO DE LONGITUD FINITA:
Consideremos ahora los dipolos de cualquier longitud, diferente a la infinitesimal y a la pequeña.
En la siguiente figura se hace una representación esquemática de la configuración del dipolo finito.Su distribución en Corriente:
La distribución de la corriente en el en el dipolo finito se puede modelar con la siguiente expresión:
Como podemos apreciar, la corriente en los extremos, tanto superior como inferior: z=+- l/2 del dipolo finito es igual a cero.En la siguiente figura se presenta la distribución de corriente para un dipolo finito,
- EL MONOPOLO:
El monopolo esta conformado por un solo polo del dipolo correspondiente. Por ejemplo: del dipolo lamda/2 se obtiene el monopolo lamda/4. En la siguiente figura se hace una representación de la configuración física básica del monopolo lamda/4 y su equivalente configuración eléctrica.
Unas de las aplicaciones del monopolo lamda/4, hace referencia a los radiadores de las estaciones de radio difusora sonora AM y a las antenas monopolares para comunicaciones móviles.
- ANTENAS DIELECTRICAS: Las antenas dieléctricas están formadas por una o varias varillas cónicas fabricadas con un dieléctrico de pocas perdidas. En calidad de tal dieléctrico se emplea amplia mente el poliestirol, que tiene una constante dieléctrica relativa de (epsilon=2.5) y un angulo de perdida 10^-2 a 5.10^-3.
ANTENAS LOOP
Las antenas LOOP son aquellas que forman un "lazo" en su configuración geométrica.
- ANTENAS LOOP CIRCULAR
La utilización de estas antenas en principio fue de uso militar, dado el carácter portable de las mismas y su directividad hicieron de estas un elemento muy atractivo.
La antena Loop esta formada por una espira conductora, aunque podrían ser mas, formando una circunferencia, cuadrado, hexagono u octagono, cuyas dimensiones físicas pueden variar desde 30 o 40 cm de diámetro, hasta varios metros, según la frecuencia y el rendimiento esperado.
ANTENAS DE BANDA ANCHA
- ANTENAS HELICOIDALES:La antena helicoidal es un conductor enrollado en hélice, que se alimenta con una linea coaxial. El conductor interno de la linea de alimentación se conecta a la hélice, y la capa exterior a un disco metálico.Las propiedades de la antena helicoidal se determinan, en gran medida, por la forma y el tamaño de la hélice.Por su forma, la hélice puede ser no solo cilíndrica, sino también cónica, plana o tener el aspecto de una linea quebrada.
- ANTENA YAGI-UDA
Es quizá uno de los tipos de antenas mas utilizadas en los sistemas de radiocomunicación lineal de vista, en especial para recepción , en sus diferentes configuraciones, de la señal de TV.
Composición Básica
La configuración básica de tradicional de la antena Yagi-Uda, esta conformada por los Siguientes elementos:
*Un elemento excitador, cuya longitud eléctrica típica, para resonancia, esta entre: 0.45(lamda) a 0.49 (lamda)
*Un (o algunos pocos) elementos reflectores, cuyas longitudes eléctricas estan ligeramente por rencima de la del elemento excitador.
*Un (o varios) elementos directores, cuyas longitudes eléctricas estan ligeramente por debajo de la del elemento excitador.
- ANTENA BIGOTE DE GATO:
Esta Antena es otra configuración a base de dipolos, se construye con alambre o cable, y se cortan (según las bandas a trabajar), se pelan en uno de sus extremos y se unen soldando todos y cada uno de los extremos.
Esta antena tiene la particularidad de poderse alimentar con un solo cable coaxial.
ANTENAS HORN (BOCINA)
Debido
a su alto grado de directividad, las antenas tipo horn, son frecuentemente
usadas en radiocomunicaciones de microondas, para astronomía, comunicaciones
satelitales y en términos generales para comunicaciones digitales punto a
punto. También se les conoce como antenas de apertura. Este tipo de antenas se
utiliza muy comúnmente como foco (radiador) de las antenas parabólicas.
La
característica de las antenas tipo horn, consiste en la apertura de las
dimensiones de la guía de onda que se
constituye como su base de empalme, las cuales son generalmente tipo:
rectangular o circular.
Los
principales tipo de antenas horn son: rectangulares y cónicas. Las
rectangulares pueden ser: plano –E, plano –H y piramidal. En la sig figura se hace una representación de la configuración básica de este tipo de antenas.
- Antena Horn plano –EEquivale a una línea de guía de onda rectangular que se abre en el lado correspondiente a su altura b. en la figura n° __, se hace una representación de la configuración geométrica de un antena tipo horn plano –E. Donde Ro1 representa su longitud axial y Roe su longitud lateral.
- Antena Horn plano –HEquivale
a una línea de guía de onda rectangular se abre en el lado correspondiente a su ancho: a. en la figura
n° ___, se hace una representación de la configuración geométrica de una antena
tipo horn plano –H donde: Ro2 representa su longitud axial y Roh su longitud
lateral.
- Antena Horn Piramidal
Corresponde
a las combinación de las antenas horn´s plano –E y plano –H. lo que equivale a
una línea de guía de onda rectangular que se abre tanto en el lado
correspondiente a su ancho: a. en la figura , se hace una representación
de la configuración geométrica de una antena horn piramidal. La longitud significativa
de esta antena está determinada por Ro1 = Ro__.
- Antena Horn Cónica
Mientras
que las horn piramidales son alimentadas a través de una guía de onda
rectangular, las horn cónicas son alimentadas a través de una guía de onda
circular. En la figura n°___, se hace una representación de la configuración
geométrica básica de un antena horn circular.
ANTENAS CON REFLECTOR
Su nombre esta dado por que su ganancia se debe al reflector, estam conformadas básicamente por el radiador y el reflector.
- Antena Corner (ANTENA CORNER)
En
la figura , se hace una representación de las configuraciones básicas de
una antena cornel, tanto en su perspectiva, tanto en su vista frontal, para un
reflector continuo (laminas conductoras) y para un reflector con elementos
discretos de reflexión.
- Antena con reflector
parabólico (ANTENA PARABOLICA)
Este
tipo de antenas es muy utilizado para enlaces de microondas y comunicaciones
satelitales la característica fundamental del reflector parabólico, es que
convierte las odas esféricas en ondas planas, reduciendo de esta manera la
dispersión de las ondas radiales
ANTENAS MICROSTRIP O TIPO PARCHE
Es
muy practica la utilización de las antenas microstrip para el caso de las
aeronaves, misiles, satélites, equipos móviles inalambricos, sistemas de
seguridad y para todas aquellas aplicaciones donde los requerimientos de
espacio, peso, costo y facilidad de instalación son indispensables.
Entre las principales desventajas de este tipo de antenas se pueden nombrar: baja potencia de radiación, baja eficiencia,ancho de banda angosto,considerables perdidas y son fácilmente afectadas por el factor térmico.
ANTENAS INTELIGENTES
Las antenas denominadas inteligentes son múltiples elementos de atenas que pueden automaticamente optimizar los patrones de radiación dependiendo de la ubicacion del punto o zona que desee cubrir.
Las antenas inteligentes tienen mucha aplicación en los sistemas de Acceso Multiple por division de Espacio(SDMA), permitiendoles a los mismos rastrear y localizar tanto terminales fijas como terminales móviles, mediante el direccionamiento adaptativo de sus correspondientes patrones de radiación.
CONCLUSIONES:
Podemos concluir que existen varios tipos de antenas, básicamente su uso es el mismo, son para recibir o emitir una señal,transforman la energia electrica en ondas electromagnéticas y viceversa, sin embargo el tipo de antena que se va a escoger dependerá del uso particular que se le va a dar.
BIBLIOGRAFIA
- Antenas, Conceptos basicos simplificados de funcionamiento y diseño
Jaime Ramirez Artunduaga
Coleccion Faculta de Ingenieria num. 6
- Fundamentos de Antenas
Belotserkovski
Marcombo Boixareu Editores
- Radiacion electromagnetica y antenas
Jorge Roberto Sosa Pedroza
- Radiacion, Propagacion y antenas
Maria Jose Salmeron
Trillas
