Principios Fundamentales y Tipos de Antenas

Antena

Una antena es un circuito resonante, ya que contiene algo de capacidad y algo de inductancia, y ellas juntas pueden formar parte de un circuito resonante. Su funcionamiento se basa en resonar, y lo debe hacer a la frecuencia de las ondas que queramos transmitir o recibir. Para que una antena resuene correctamente, debe tener una determinada longitud.

Circuito Resonante

Los circuitos resonantes basan su funcionamiento en el intercambio de energía entre la bobina y el capacitor. Para que estos circuitos resuenen, tendrán que tener un determinado valor sus componentes, y dicha resonancia se dará a una determinada frecuencia llamada Frecuencia de Resonancia.

Tipos de Antenas

Antena Monopolo

• lm: longitud monopolo.
• lm = λ/4
• λ = c/f

Ejemplo: antena de teléfono móvil o de transmisión AM.

Antena Dipolo

• ld: longitud dipolo.
• ld = λ/2 (son 2 monopolos, es decir, 2/4 de λ).

En el caso de que los monopolos necesiten instalarse sobre mástiles de gran altura, suelen colocarse sobre la base del conductor del monopolo pequeños conductores en cruz que forman un plano virtual de tierra, dado que la tierra real quedó demasiado alejada. Esto contribuye a que siga formándose el efecto capacitivo mencionado.

Antena Yagi

Está formada a partir de 2 monopolos (dipolo), de modo que 2/4 de λ dan 1/2 λ. El efecto capacitivo se logra entre los conductores, no necesitándose el suelo, de modo que esta antena podrá colocarse horizontal al mismo. Su Diagrama de Irradiación indica que alrededor de la antena se genera una intensidad de campo eléctrico máxima (Emax) en una dirección perpendicular al conductor de antena, decreciendo tal intensidad cuando los ángulos cambian. El uso de esta antena queda restringido a comunicaciones entre puntos fijos, dado que estas antenas necesitan ser orientadas.

En esta antena se han agregado elementos parásitos. Se entiende por elementos a un conductor más largo que el dipolo llamado reflector y otro más corto llamado director. El resultado es una forma más directiva donde el lóbulo de irradiación es mucho más concentrado.

Estas antenas pueden montarse sobre mástiles bajo 2 típicas orientaciones:

• La horizontal (cuyos conductores son paralelos al suelo)
• La vertical (perpendiculares al suelo)

Lo importante es que las antenas transmisoras y receptoras estén en la misma polarización.

Antena Logoperiódica

Consiste en varios pares de dipolos donde, según la frecuencia que queramos recibir, algunos de todos dichos pares resonarán, quedando todos los demás funcionando como directores y reflectores. Ejemplo: canales de TV de aire potenciada.

Antena Parabólica

Se basa en un reflector parabólico en donde todas aquellas ondas que provengan de una dirección paralela al eje parabólico, al rebotar, pasan por un mismo punto sobre el eje llamado foco. Esto garantiza alta concentración de ondas.

Parábola de Alimentación Frontal

Consiste en un reflector parabólico metálico que genera rebotes de ondas y que se dirigirán al foco, donde allí está instalado un cabezal que contiene una boca de entrada o garganta, en donde al fondo está la verdadera antena, que generalmente es un dipolo muy pequeño. A continuación, una cadena de amplificadores le dan a la señal recibida un cierto nivel. De allí en más, va a un receptor o transmisor desde un cable.

Parábola de Alimentación Descentrada

Consiste en una parábola incompleta donde la ventaja está en que el soporte del foco no obstruye a las ondas. Se las utiliza en la banda de frecuencias de los 12 a 14 GHz. Ejemplo: servicio de TV digital. El diámetro de las parábolas es más moderado, entre 0,5 y 1,5 metros. Generalmente, la parábola se utiliza por estampado directo de una sola pieza.

Fórmula de Reactancia Capacitiva

XC = 1 / (2 ⋅ π ⋅ F ⋅ C)