ANTENASLa definicin formal de una antena es un dispositivo que sirve para transmitir y recibir ondas de radio. Convierte la onda guiada por la lnea de transmisin (el cable o gua de onda) en ondas electromagnticas que se pueden transmitir por el espacio libre. En realidad una antena es un trozo de material conductor al cual se le aplica una seal y esta es radiada por el espacio libre. Las antenas deben de dotar a la onda radiada con un aspecto de direccin. Es decir, deben acentuar un solo aspecto de direccin y anular o mermar los dems. Esto es necesario ya que solo nos interesa radiar hacia una direccin determinada. Esto se puede explicar con un ejemplo, hablando de las antenas que llevan los satlites. Estas acentan mucho la direccin hacia la tierra y anulan la de sentido contrario, puesto que lo que se quiere es comunicarse con la tierra y no mandar seales hacia el espacio. Las antenas tambin deben dotar a la onda radiada de una polarizacin. La polarizacin de una onda es la figura geomtrica descrita, al transcurrir el tiempo, por el extremo del vector del campo elctrico en un punto fijo del espacio en el plano perpendicular a la direccin de propagacin. FUNCIONAMIENTO DE UNA ANTENA Si tenemos un circuito oscilante LC como el de la fig. , el campo elctrico esta concentrado en el pequeo espacio de separacin entre las placas del condensador, mientras que el campo magntico abarca un pequeo espacio alrededor de la bobina del circuito.

En el caso dado, estando separados los campos, la obtencin de ondas electromagnticas es prcticamente imposible. En rigor, el circuito oscilante cerrado emite ondas de radio porque hay en l una corriente de desplazamiento, condensador insignificante. Las condiciones de la radiacin se cumplen en un circuito oscilante abierto, al que puede pasarse a partir del circuito cerrado separando las placas del condensador y aumentando al mismo tiempo su tamao para conservar invariable la frecuencia propia del circuito como se indica en la figura. al pero habitualmente y entonces dicha la corriente no pasa circuito del es espacio, radiacin del

La antena obtenida como resultado de esta conversacin del circuito oscilante cerrado al abierto, se distingue por su simetra geomtrica y por eso se llama DIPOLO poseen cierta inductancia distribuida a lo largo de los conductores, y cierta capacidad entre conductores.

La antena ms simple de T.V. es el dipolo de media onda, que puede ser simple o plegado. Las caractersticas de esta antena no son suficientes para la mayora de los casos, y habr que recurrir a antenas con mejores cualidades. Para mejorar este tipo de antenas utilizamos mejoras dando como resultado: Antenas Yagui, Antenas de panel, Antenas logartmicoperidicas, etc. CARACTERSTICAS TCNICAS DE LAS ANTENAS Las caractersticas que mas nos interesan en una antena desde el punto de vista de su instalacin como receptora de TV son: Ganancia, Directividad, Relacin Delante/Atrs (D/A), Frecuencia o banda de trabajo, Impedancia, Carga al viento. GANANCIA: La ganancia de una antena es la relacin entre la tensin mxima captada por la antena y la tensin mxima captada por un dipolo

DIRECTIVIDAD: Es la capacidad que tiene una antena para recibir seales solo en ciertas direcciones y sentidos determinados. La directividad es una caracterstica que nos indica el ngulo en que una antena puede recibir. El ngulo de apertura nos indica los puntos en los que la ganancia de la antena disminuye en 3 dB respecto al valor mximo ver fig. En este ngulo la seal captada por la antena es adecuada. Cada parte en el diagrama de radiacin se denomina "lbulo". RELACIN DELANTE/ATRS (D/A): Por definicin, es la relacin, expresada en dB entre la ganancia mxima del lbulo principal de la antena y la ganancia mxima de cualquier lbulo comprendido entre 90 y 270 respecto al lbulo principal. Sin embargo, los fabricantes suelen suministrar el dato respecto a 180 (por detrs) del lbulo principal.

FRECUENCIA O BANDA DE TRABAJO: El margen de frecuencias sobre el que una antena puede trabajar se denomina "ancho de banda pasante" o banda de trabajo. Las antenas podemos clasificarlas en banda estrecha (un solo canal) o banda ancha (para cubrir una gama de frecuencias UHF o todas las bandas de TV). Como regla general, la ganancia de una antena de banda ancha es inferior en algunos de a la de una de banda estrecha. La longitud de las varillas de una antena esta relacionada con la frecuencia central de trabajo. Para un dipolo resulta:

Para aumentar el ancho de banda de la antena se dispone de dos opciones: a) Aumentar la superficie de los conductores que formen la antena. b) Utilizar una red de compensacin en frecuencia, que en TV se forma generalmente con una lnea de transmisin en forma de tubo.

IMPEDANCIA: Es la resistencia de la antena. Esta es de 300 W. Por lo tanto suelen llevar un adaptador de impedancias para 75 W. CARGA AL VIENTO: Es el efecto que tiene el viento sobre la antena. El fabricante la suele dar para 120 Km/h y dicha carga se suele calcular en Newton (N). TIPOS DE ANTENAS Una antena es un dispositivo formado por un conjunto de conductores que, unido a un generador, permite la emisin de ondas de radio frecuencia, o que, conectado a una impedancia, sirve para captar las ondas emitidas por una fuente lejana para este fin existen diferentes tipos:

DATO A REGISTRAR 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26

DATO REAL Monopolo vertical Monopolo con carga al tope Monopolo vertical con plano de tierra Monopolo doblado Monopolo cnico Ringo Ranger (Doble 5/8) Suma de dipolos Colineal Dipolo de media onda Dipolo de cuarto de onda Dipolo doblado de 2 elementos Dipolo doblado de 3 elementos Cable ranurado Dipolo de onda completa con reflector plano Dipolo de media onda con reflector plano Dipolo de cuarto onda con reflector plano Dipolo con reflector lateral Cortina de dipolos sin reflector Cortina de dipolos con reflector Cortina de dipolos dobles con reflector Papeles de dipolos Conjuntos lineales uniformes Conjuntos lineales no uniformes Conjuntos lineales de radiacin transversal Conjuntos lineales de radiacin longitudinal Conjuntos planos

27 28 29 30 31 32

Antena helicoidal sin reflector Antena helicoidal con reflector Antena helicoidal con reflector lateral Antena rmbica simple Antena rmbica tipo cortina Antena de cuadro

Antenas log - peridica para TV y FM (1). Antes de hablar de la antena log-peridica, conviene hacer una breve revisin de la funcin de la antena en los sistemas receptores. Sabemos que donde hay transmisin de informacin es preciso obtener una relacin seal/ruido razonable. Una antena no direccional puede captar seales y transferiras a un receptor, pero mientras recibe la seal deseada procedente de una direccin, capta tambin el ruido indeseable procedente de todas las direcciones. Por el contrario, una antena direccional obtiene una ganancia en una direccin a costa de la educcin de la captacin en todas las dems direcciones, y como de todas esas direcciones puede provenir el ruido, puede decirse que ya hemos obtenido una ganancia suplementaria gratuita. Por consiguiente, la antena direccional aumenta la relacin seal/ruido de dos maneras: elevando el nivel de la seal y reduciendo el del ruido. Muchos se extraarn de que las antenas log-peridicas con dipolos sean tan utilizadas en instalaciones domiciliarias, pero hay razones suficientes para ello, porque: - La banda de frecuencias que cubre una log-peridica es extremadamente ancha, pudiendo abarcar todos los canales de TV en VHF con una ganancia prcticamente uniforme. La dimensin del elemento menor determina la frecuencia ms alta cubierta por la antena, y la del elemento mayor, la ms baja. - La impedancia de antena es virtualmente constante en toda la banda.La ganancia adicional, para una longitud de antena dada, es superior a la de muchos otros tipos de antenas direccionales. El ngulo de captacin

para el 50 por 100 de la potencia mxima recibida es de 300 como mximo. - La antena log-peridica puede construirse fcil y econmicamente.En la siguiente figura muestra la configuracin geomtrica de una Logperidica compuesta. Se trata, como vemos, de un conjunto de dipolos de media onda, compuesto cada uno de ellos de dos dipolos de 1/4 de onda, conectados alternativamente a la lnea de alimentacin, de tal manera que el desfase entre dichos dipolos hace que sus ganancias se sumen en una direccin, anulndose recprocamente en todas las dems

Configuracin bsica de la antena log-peridica

Sabemos que si la longitud l de un dipolo elemental est relacionada con la frecuencia por medio de la ecuacin: =15.000/ el elemento ser un dipolo de media onda, y s l se expresa en centmetros, vendr dada en MHz. Construccin de la antena Considerando que los canales de TV en VHF no ocupan toda la banda de frecuencias de 54 a 216 MHz, habiendo una banda reservada para la radiodifusin en FM (88-108 MHz) y otra libre (108-174 MHz), los sistemas de antena proyectados para recepcin de TV antes del advenimiento de la log-peridica utilizaban dos secciones: una para la banda de VHF inferior (54-88 MHz) y otra para la banda de VHF superior (174-216 MHz).Con la log-peridica ocurre un hecho semejante, si bien por razones distintas: aunque sea posible proyectar una logperidica para cubrir toda la banda de TV en VHF, FM y TV en UHF (54-

890 MHz), no es necesario utilizar los dipolos resonantes en las bandas no ocupadas. Para la recepcin de TV, esas bandas van de 88 a 174 MHz y de 216 a 470 MHz, y los dipolos en cuestin pueden omitirse sin afectar a la respuesta de frecuencia en las bandas de inters, con la ventaja de que la antena es ms corta y econmica. Naturalmente, al suprimir los dipolos resonantes en la banda de FM, la antena no ser satisfactoria en la recepcin de esas seales. Adems, el que pensase comprar una log-peridica para TV y FM, en lugar de construirla, deber examinarla para ver si dichos dipolos no fueron omitidos, ya que si as fuera, cualquier antena exclusiva para recepcin de FM dar mejores resultados que la antena supuestamente proyectada para TV y FM. Dimensiones de la Antena slo para FM

Separacin Sn (cm) N de elementos n. Sn (cm) n 0 1.0 54.29 54.29 1 0.9255 50.16 104.45 2 0.857 46.67 151.12 3 0.793 43.18 194.30 4 0.734 40.0 234.30 5 0.680 36.83 271.13 6 0.629 33.66 304.79 I0= 17.18cm; L=301cm; In=99.06; D0=54.29cm; =0.9255;=13

Dimensiones para antenas VHF TV/ FM

Separacin Sn (cm) N de elementos n. Sn (cm) n 0 1.000 40.96 40.96 1 0.900 36.83 77.79 2 0.810 33.02 110.81 3 0.729 29.84 140.65 4 0.656 26.67 167.32 5 0.590 24.13 191.45 6 0.531 21.91 213.36 7 0.478 19.36 232.72 8 0.430 17.78 25050 9 0.387 15.87 266.37 10 0.349 13.97 280.34 11 0.314 13.01 293.35 12 0.282 11.43 304.78 13 0.254 10.48 315.26 14 0.229 8.57 324.46 15 0.206 8.57 23.03 I0= 282.89cm; L=312.3cm; In=53.34; D0=38.35cm; =0.9; =41

Antena Log-peridica metlica (2) Basada en los mismos principios de funcionamiento de la antena logperidica plana presentada en el apartado anterior, he aqu otra logperidica, toda metlica, con elementos rectilneos, que asociada al reforzador transistorizado de fcil construccin, es capaz de suministrar ganancias de 30 a 35 dB en toda la banda de TV en VHF, y tambin en la banda de FM. En este caso se calcularon los dipolos de la banda baja de TV para resonar en l/2 del canal, y los de la banda alta en 3l/2 del canal que se quiere recibir. Las constantes de la antena son, en este caso: t = 0,95 y =0,17. Construccin de la antena. Las dimensiones y separaciones entre los 13 elementos excitados se dan en las Tablas anteriores de las longitudes y separaciones de los 7 elementos parsitos, entre los cuales no se emplean reflectores, pues su uso es aqu innecesario. No ocurre lo mismo en lo que respecta a los directores, que se calculan para resonar en la banda alta de TV (canales del 7 al 13) para que aumente la ganancia en estos canales. Con todos estos elementos la longitud de la antena ser de 517,7 cm. Los directores son elementos cortocircuitados, es decir, no estn divididos en el centro como los elementos activos. Los puntos centrales de estos elementos parsitos estn conectados al bastidor de la antena, y la distancia entre el primero de ellos (el n.0 14) y el ltimo elemento activo de la antena (el n.0 15) deber ser de 27,6 cm.La disposicin de los elementos podr ser rectilnea (perpendicular a la gndola) o en forma de V abierta hacia adelante, formando cada brazo un ngulo de 60< con el bastidor, consiguindose con esta ltima disposicin una mejor directividad. Antena de cuadro: Antena de escasa sensibilidad, formada por una bobina de una o varias espiras arrolladas en un cuadro, cuyo funcionamiento bidireccional la hace til en radiogoniometra. La variedad que aqu presentamos fue

concebida por un radioaficionado suizo, que tuvo la feliz idea de conectar los centros de los cuadros a tierra, facilitando enormemente la construccin mecnica y mejorando las caractersticas de la antena. Construccin de la antena de cuadro SuizaLa siguiente figura muestra el aspecto del cuadro suizo. Para el clculo de sus dimensiones precisamos inicialmente determinar la frecuencia central del canal de TV para el cual ser construida la antena, porque la antena de cuadro Suiza es de banda estrecha, que cubre solamente un canal de TV. A continuacin calcularemos la longitud de onda correspondiente, que definir las dimensiones de los elementos de la antena, de acuerdo con las ecuaciones siguientes: Longitud de onda (en metros):l = 300/f, siendo f la frecuencia en MHz. Altura de los cuadros (en metros):A = 0,278 l Espacio entre los cuadros (en metros):E = 0,102 l Longitud del cuadro reflector (en metros):R = 1,14 l Longitud del cuadro director (en metros):D = 1,09 l Lado superior o inferior del director (en metros):L = (R 2A)/2 Lado superior o inferior del director (en metros):l=(D 2A)/2

Vamos a suponer un ejemplo prctico, tomando como base el canal 9, cuya frecuencia central es de 189 MHz. Por consiguiente: = 300/189=1.58m A= 0.278/1.58=0.44m R=1.14/1.58=1.80m D= 1.09/1.58=1.71m E= 1.102/1.58=0.15m L=(1.80-2/0.44)12=(1.80-0.88)121=0.46m I=(1.71-2/0.44)12=(1.71-0.88)12=0.415m