Antena direccional

A diferencia de las antenas omnidireccionales, una antena direccional (también llamada

unidireccional o directiva) es una antena capaz de concentrar la mayor parte de la energía

radiada de manera localizada, aumentando así la potencia emitida hacia el receptor o desde

la fuente deseados y evitando interferencias introducidas por fuentes no deseadas. Las

antenas direccionales, como por ejemplo las antenas yagi, proporcionan mucho mejor

rendimiento que las antenas de dipolo cuando se desea concentrar gran parte de la radiación

en una dirección deseada.

La antena Yagi es una antena direccional inventada por el Dr. Hidetsugu Yagi de la

Universidad Imperial de Tohoku y su ayudante, el Dr. Shintaro Uda (de ahí al nombre

Yagi-Uda). Esta invención de avanzada a las antenas convencionales, produjo que mediante

una estructura simple de dipolo, combinado con elementos parásitos, conocidos como

reflector y directores, logró construir una antena de muy alto rendimiento. Uso de una

antena Yagi en orientación por radio.

La invención del Dr. Yagi (patentada en 1926) no fue usado en Japón en un principio, ya

que el diseño de la antena no fue para implementarse en las comunicaciones sino para

utilizarse en la guerra como un arma radioactiva. Yagi experimentaba con ratones a los que

sometía a fuertes ondas de radio que eran concentradas gracias a la direccionalidad de la

antena. Los resultados no fueron buenos para Yagi y abandonó el proyecto. Sin embargo

fue aceptada en Europa y Norteamérica, en donde se incorporó a la producción comercial,

de los sistemas de difusión, TV y otros.

El uso de esta antena en Japón solo comenzó a utilizarse durante la Segunda Guerra

Mundial, cuando fue descubierto que la invención de Yagi, era utilizada como antena de

radar por los ejércitos aliados.

Diagrama polar

(Redirigido desde «Omnidireccional»)

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Un diagrama polar es un dibujo técnico que refleja la radiación en que un determinado

sistema capta o emite (radia) energía al espacio. Estas pueden ser, por ejemplo ondas de

sonido o Radiación electromagnética.

Entre otras aplicaciones, se utiliza en micrófonos y altavoces así como en antenas de todo

tipo.

Para ello, se representa el espacio como una circunferencia y el modo en el que las ondas

se disipan en el entorno que está representado en grados.

Dependiendo de su directividad, podemos diferenciar entre:

Omnidireccional Bidireccional Unidireccionales

Cardioide Supercadioide

Índice

1 Omnidireccional o no direccional 2 Bidireccional 3 Unidireccionales

o 3.1 Cardioide 4 Véase también

Omnidireccional o no direccional

Radian o captan por igual en todas direcciones, es decir, en los 360º.

Diagrama de radiación omnidireccional.

Bidireccional

El diagrama polar tiene forma de ocho con dos lóbulos opuestos. Emiten o captan sonido

tanto por delante como por detrás, mientras que son prácticamente “mudos” en los laterales.

El ángulo preferente se sitúa en torno a los 100º.

En altavoces, los diagramas polares bidireccionales no se utilizan en demasía por idénticas

razones que los omnidireccionales: requieren de grandes cajas acústicas.

Diagrama de radiación bidireccional.

Unidireccionales

Emiten o captan en una dirección muy marcada y son “relativamente muertos” en las otras.

Cardioide

Tipo de unidireccional que se llama así porque el diagrama polar tiene forma de corazón, lo

que se traduce en que radian o captan hacia o desde la parte frontal y tienen un mínimo de

sensibilidad en su parte posterior, donde se produce una atenuación gradual.

El ángulo preferente lo alcanza en un ángulo de 160º.

Diagrama de radiación cardioide.

Tipos de Antena

La definición formal de una antena es un dispositivo que sirve para transmitir y recibir

ondas de radio. Convierte la onda guiada por la línea de transmisión (el cable o guía de

onda) en ondas electromagnéticas que se pueden transmitir por el espacio libre.

Asimismo, dependiendo de su forma y orientación, pueden captar diferentes frecuencias,

así como niveles de intensidad.

Generalidades o Convierte los datos en ondas EM (Electro Magneticas)

o Posiblemente: El dispositivo mas importante en la red o Tipos: Omnidireccionales y Direccionales

Ganancias y perdidas o Se utiliza la unidad dB, definida como 10log(G) o 0dB = No ganancia ni perdida o +3dB Doble de ganancia o +10dB = Diez veces mas ganancia

Ancho de Banda de la Antena

El ancho de banda de la antena se define como el rango de frecuencias sobre las cuales la

operación de la antena es "satisfactoria". Esto, por lo general se toma entre los puntos de

media potencia, pero a veces se refiere a las variaciones en la impedancia de entrada de la

antena.

Cada subconjunto o banda de frecuencias dentro del espectro electromagnético tiene

propiedades únicas que son el resultado de cambios en la longitud de onda. Por ejemplo, las

frecuencias medias (MF, Medium Frequencies) que van de los 300 kHz a los 3 MHz

pueden ser radiadas a lo largo de la superficie de la tierra sobre cientos de kilómetros,

perfecto para las estaciones de radio AM (Amplitud Modulada) de la región. Las estaciones

de radio internacionales usan las bandas conocidas como ondas cortas (SW, Short Wave)

en la banda de HF (High Frequency) que va desde los 3 MHz a los 30 MHz. Este tipo de

ondas pueden ser radiadas a miles de kilómetros y son rebotadas de nuevo a la tierra por la

ionosfera como si fuera un espejo, por tal motivo las estaciones de onda corta son

escuchadas casi en todo el mundo.

Los estaciones de FM (Frecuencia Modulada) y TV (televisión) utilizan las bandas

conocidas como VHF (Very High Frequency) y UHF (Ultra High Frequency) localizadas

de los 30 MHz a los 300 MHz y de los 300 MHz a los 900 MHz, este tipo de señales

debido a que no son reflejadas por la ionosfera cubren distancias cortas, una ciudad por

ejemplo. La ventaja de usar este tipo de bandas de frecuencias para comunicaciones locales

permite que docenas de estaciones de radio FM y televisoras " en ciudades diferentes "

puedan usar frecuencias idénticas sin causar interferencia entre ellas.

Espectro electromagnético

Banda Significado Rango de Frecuencias Servicios

VLF Very Low

Frequency

3 kHz - 30 kHz Conducción de

electricidad

LF Low Frequency 30 kHz - 300 kHz Conducción de

electricidad, navegación

marítima, control de

tráfico aéreo

MF Medium Frequency 300 kHz - 3 MHz Radio AM

HF High Frequency 3 MHz - 30 MHz Radio SW

VHF Very High

Frequency

30 MHz - 300 MHz Radio FM, TV, radio

dos vías

UHF Ultra High

Frequency

300 MHz - 3 GHz TV UHF, telefonía

celular, WLL,

comunicaciones móviles

SHF Super High

Frequency

3 GHz - 30 GHz Servicios por

Satélite y microondas,

MMDS, LMDS

EHF Extremely High

Frequency

30 GHz en adelante LMDS

Infrarojo 3 x 1012 - 4.3 x 1014 Hz WPANs

Luz visible 4.3 x 1014 - 7.5 x 1014

Hz

Fibras ópticas

Ultravioleta 7.5 x 1014 - 3 x 1017 Hz

1 kHz = 1x103 Hz

1 MHz = 1x106 Hz

1 GHz = 1x109 Hz

WLL = Wireless Local Loop

MMDS = Multichannel Multipoint Distribution Service

LMDS= Local Multipoint Distribution Service

WPANs = Wireless Personal Area Networks

Tipos de Antenas

El tipo de la antena determina su patrón de radiación puede ser omnidireccional,

bidireccional, o unidireccional.

Las antenas Omnidireccionales son buenas para cubrir áreas grandes, la cual la radiación trata de ser pareja para todos lados es decir cubre 360º .

Las antenas Direccionales son las mejores en una conexión Punto-a-Punto, acoplamientos entre los edificios, o para los Clientes de una antena omnidireccional.

A continuación se muestran algunos ejemplos:

Antena Omnidireccional.

Monopolo Vertical

Es una antena constituida

de un solo brazo

rectilíneo irradiante en

posición vertical.

Podemos ver una antena

vertical con Ganancias de

3 dBi hasta 17 dBi.

o El uso en VHF es principalmente para las aplicaciones de radio móvil en vehículos.

o En Monopolos de ¼ de onda: la impedancia de la antena es de 36 ohmios

Dipolo

o Usada en frecuencias arriba de 2MHz o Ganancia baja: 2.2 dBi o Angulo de radiación ancho o En el espacio ideal, la impedancia del dipolo simple es de 73 Ohm.

Antenas Direccionales

Yagi

Antena constituida por

varios elementos

paralelos y coplanarios,

directores, activos y

reflectores.

o Utilizada ampliamente en la recepción de señales televisivas, comúnmente en frecuencias de 30Mhz y 3Ghz, (canal 2 al canal 6 de 50MHz a 86 MHz).

o Ganancia elevada: 8-15 dBi o Para el servicio 802.11 pueden tener ganancias entre el dBi 12 y 18. Manejan una

impedancia de 50 a 75 Ohms o Desventajas: Direccionarlas en la posición correcta no son tan difícil como una

antena parabólica, pero aun así puede llegar a ser difícil.

Parabolica

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.

o Se utiliza especialmente para la transmisión y recepción vía satélite. o Ganancia alta: 12-25 dBi o Directividad alta o Ángulo de radiación bajo

Infrarrojo

Los enlaces infrarrojos se encuentran limitados por el espacio y los obstáculos. El hecho de

que la longitud de onda de los rayos infrarrojos sea tan pequeña (850-900 nm), hace que no

pueda propagarse de la misma forma en que lo hacen las señales de radio.

Panel o 'Patch Antenna'

Panel o .parche. metálico radiante sobre un plano de tierra metálico.

Normalmente planas, en encapsulado de PVC.

Ganancia media-elevada: 5-20 dBi Directividad moderada Ángulo de radiación medio

Helicoidal (modo axial)

Hilo conductor bobinado sobre un soporte rígido. Detrás plano de tierra.

Ganancia media-elevada: 6-18 dBi Directividad moderada Ángulo de radiación medio

Microondas terrestres

Microondas: rango de frecuencias comprendido entre 2 GHz y 40 GHz

Son altamente direccionales o Requieren antenas parabólicas en la recepción

Las antenas han de estar muy altas para evitar obstáculos Constituyen una alternativa al cable coaxial y a la fibra óptica para

comunicaciones a larga distancia Otras aplicaciones

o Transmisión de televisión y voz

Microondas por satélite

Se usa un rango de frecuencias entre 1GHz a 50 Ghz

Los satélites

o Reciben una señal terrestre

o La señal es amplificada o repetida

o Envían la señal a uno o varios receptores terrestres

Los satélites han de tener órbita

geoestacionaria

o A una distancia de 35,784 km

Se producen retardos en las comunicaciones

Aplicaciones

o Televisión, telefonía a larga distancia, redes privadas

Referencias

Foro de discusión de redes inalámbricas: La Perla Online (Argentina)

http://www.laperlaonline.com.ar/site/modules.php?name=Content&pa=showpage&pid=2

Universidad Tecnologica Nacional (Argentina)

http://web.frm.utn.edu.ar/comunicaciones/antenas.html

Todo Antenas

http://www.todoantenas.cl/tipos-de-antenas.html

Trabajo de Daniel Mesen A

Barquisimeto - Estado Lara - Venezuela

Estudiante de Ingenieria Electrica

Universidad Fermin Toropublicado

http://www.monografias.com/trabajos6/ante/ante.shtml

Monopolo Vertical – Wikipedia en español

http://es.wikipedia.org/wiki/Monopolo_vertical

Antenas – Wikipedia en español

http://es.wikipedia.org/wiki/Antena

Dipolo - Wikipedia en español

http://es.wikipedia.org/wiki/Dipolo_%28antena%29

Antena Yagi– Wikipedia en español

http://es.wikipedia.org/wiki/Antena_Yagi

Yagi-Uda antenas

http://www.ee.surrey.ac.uk/Personal/D.Jefferies/yagiuda.html

Evelio Martínez Martínez

Publicado en la Revista RED en la edición especial

"El ABC de las Telecomunicaciones", Diciembre del 2002

Tambien disponible en:

http://www.eveliux.com/index.php?option=content&task=view&id=21