Guias de Lab de Antenas TRABAJO SOCIAL

ANTENAS Y RADIOPROPAGACION (Guas de laboratorio 1 UNIVERSIDAD DE PAMPLONA

DIRECTORES Y REFLECTORES

OBJETIVOS:

Constatar la influencia de los elementos parsitos actuando como directores y reflectores en el diagrama de radiacin de un arreglo con dipolo. Obtener el diagrama de radiacin de una antena YAGI UDA.

MATERIALES:

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

Antena Dipolo Plegado con frecuencia de trabajo 434 MHz Transmisor RF a 434 MHz Cable Coaxial [RG 58] para conexiones. Analizador MFJ-269. Cautn, pasta para soldar y estao. Cinta Mtrica. Navaja de Electricista para pelar cable. Pinzas y Tenaza. Cortadora.

MARCO TEORICO:

Del estudio de la alimentacin de agrupaciones realizado en la prctica de laboratorio anterior se deduce que es posible alimentar solamente algunos elementos de la agrupacin, dejando los dems en cortocircuito. A los elementos con alimentacin se les llama activos, mientras que los elementos cortocircuitados reciben el nombre de parsitos. Este tipo de agrupaciones es muy utilizado en la prctica porque simplifican el diseo de la red de alimentacin. Con un diseo adecuado de los elementos parsitos pueden conseguirse diagramas de radiacin de tipo longitudinal bastante directivos, de los que son un ejemplo clsico las antenas de YAGI UDA. El caso ms simple de agrupacin con elementos parsitos es el formado por un dipolo activo y uno parsito. Si el dipolo activo es de media onda (/2), pueden obtenerse tres tipos de diagrama de la agrupacin segn sea la longitud del dipolo parsito ligeramente superior, igual o ligeramente inferior a la del activo. En la Figura 1 se muestran los diagramas de campo en plano H para las tres situaciones antes mencionadas, con los siguientes parmetros: en la parte superior de la figura, parsito de longitud 0.5 y activo de 0.454, con espaciado de 0.16; en el centro, activo y parsito de ANTENAS Y RADIOPROPAGACION (Guas de laboratorio | Laura Angarita.Edison Vergel. Jamer Ramos.

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ANTENAS Y RADIOPROPAGACION (Guas de laboratorio 2 UNIVERSIDAD DE PAMPLONA 0.475, con espaciado de 0.14; y en la parte inferior, activo de 0.482 y parsito de 0.45, con espaciado de 0.12. Ntese que cuando la longitud de ambos elementos es igual, el diagrama es casi simtrico. Sin embargo, un elemento parsito de longitud ligeramente superior a la del activo produce un mximo en la direccin del activo, por lo que recibe el nombre de reflector. Por el contrario, un parsito de longitud ligeramente inferior produce el mximo en la direccin del parsito, por lo que ejerce la funcin de director. PROPAGACION Y ANTENAS

Figura 1. Agrupaciones con un elemento Activo y uno Parsito Antenas de YAGI UDA Un tipo de antena muy comn en la actualidad es la de YAGI UDA, inventada en Japn en 1926 por S. Uda y dada a conocer internacionalmente poco despus por H. Yagi. Esta antena, conocida como YAGI, cuya caracterstica ms significativa es su simplicidad, debida a la utilizacin de elementos parsitos, se utiliza habitualmente en las bandas de HF, VHF y UHF en aplicaciones de radiodifusin de televisin, estaciones de radioaficionados y radioenlaces1 punto a punto. La configuracin ms habitual consta de un elemento activo, un reflector y entre uno y veinte directores. En la Figura 2 se muestra el diagrama de campo en plano H de una antena YAGI tpica de tres elementos.

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Figura 2 Diagrama de radiacin de una antena YAGI de tres elementos.

El elemento activo suele ser un dipolo doblado resonante, con objeto de aumentar el ancho de banda. El reflector suele tener una longitud un 5% mayor que la del activo, habitualmente entre 0.5 y 0.52. La longitud de los directores oscila entre 0.38 y 0.48, siendo tpicamente un 5% 10% inferior a la del activo. La separacin entre elementos es algo mayor para el reflector (tpica 0.15) que para los directores (tpica 0.111). PROCEDIMIENTO

1. Obtenga el diagrama de radiacin de un arreglo formado por un elemento activo (dipolo) y un elemento parsito actuando como director. 2. Obtenga el diagrama de radiacin de un arreglo formado por un elemento activo (dipolo) y un elemento parsito actuando como reflector.

3. Obtenga el diagrama de radiacin de un arreglo formado por un elemento activo (dipolo) y dos elementos parsitos actuando uno como director y el otro como reflector.

4. Obtenga el diagrama de radiacin de un arreglo formado por un elemento activo (dipolo) y tres elementos parsitos actuando dos como directores y el otro como reflector.

5. Obtenga el diagrama de radiacin de un arreglo formado por un elemento activo (dipolo) y tres elementos parsitos actuando dos como reflectores y el otro como director. 3

6. Obtenga el diagrama de radiacin y el ancho de banda de una antena YAGI UDA 7. Para obtener el patrn de radiacin, complete la siguiente tabla: ANTENAS Y RADIOPROPAGACION (Guas de laboratorio | Laura Angarita.Edison Vergel. Jamer Ramos.


ANGULO EJER1 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130

EJER2

EJER3

EJER4

EJER5

EJER6

EJER7

Tabla 1. Patrn de Radiacin

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Figura 3. Diagrama Polar para los diferentes procedimientos. 5



ANALISIS DE RESULTADOS 1. Que quiere decir carga de antena. 2. Defina los siguientes trminos: lbulo principal, lbulos laterales, acoplamiento lado a lado y acoplamiento espalda con espalda. INVESTIGACION COMPLEMENTARIA

1. Describa una antena LOG PERIODICA. 2. Describa el funcionamiento de una antena de cuado.

3. Describa en forma breve, cmo funciona una antena helicoidal.

4. Cules son las dos partes principales de un reflector parablico.

BIBLIOGRAFIA: WAYNE TOMASI, Sistemas de Comunicaciones Electrnicas, 4 Edicin, Captulo 10 Antenas y Gua Onda.

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Diagrama de radiacin de una antena Yagi

OBJETIVO: Desarrollar la medicin del patrn de radiacin de una antena Yagi.

MATERIALES: -Antena de dos elementos - Antena Yagi - Transmisor UHF SO4100-1A [440 MHz] - Receptor UHF SO4100-3A - Cables coaxiales MONTAJE DE LA PRCTICA:

PROCEDIMIENTO:

1. Acople la antena transmisora en el transmisor UHF en la entrada, utilizando el cableCoaxial dispuesto en el mesn. Los switches SWR/Pout y Uf/Ur deben estar en posicin Pout y Uf respectivamente.

2. Acople la antena Yagi al receptor UHF en la entrada detector, utilizando el cableCoaxial dispuesto en el mesn. 3. Encienda el transmisor. 4. Elija un nivel de potencia adecuado para la transmisin (~ 0.5 [W]). Adems, ajustar el Nivel de sensibilidad. 5. Encienda el receptor. ANTENAS Y RADIOPROPAGACION (Guas de laboratorio | Laura Angarita.Edison Vergel. Jamer Ramos.

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6. Alinee las antenas sus respectivas direcciones de mayor ganancia (es decir, 0) 7. Mida el nivel de potencia para la direccin elegida. 8. Segn la medicin obtenida, puede ajustar nuevamente la potencia de transmisin en el generador y el largo de la antena dipolo para mejorar la recepcin. 9. Girando la antena Yagi en torno al plano X-Y (piso) con respecto a su base, repita los Pasos 6 y 7 cambiando el ngulo relativo de ambas antenas considerando un intervalo Adecuado (~ 5 en zonas de mxima ganancia y ~10-15 en zonas de menor inters). 10. Grafique en un diagrama polar la funcin de radiacin obtenida.

ANALISIS Y RESULTADOS: Entregar un informe con resultados, discusin, conclusiones, referencias. BIBLIOGRAFIA: Manuales de Laboratorios de ingeniera elctrica y telecomunicaciones de la universidad de chile.

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ANALISIS DE OPERACIN, PRUEBA Y AJUSTES DE LAS ETAPAS DE FI

OBJETIVOS: Calibrar los transformadores T3 y T2 en su punto ptimo de trabajo, es decir, que produzca una ganancia mxima de estas etapas para una seal de 455KHz. Calcular el amplificador de voltaje de esta segunda etapa de FI para dicha seal

MATERIALES: Condensador de o,o1F o 0,1 F. Destornillador especial de calibracin para bobinas ajustables Osciloscopio 2 puntas de osciloscopio Cable de poder de osciloscopio Cable de conexin para generador RF Generador de RF Cable de poder de generador RF Tablero de radio AM CEKIT

PROCEDIMIENTO: 1. inyectar por medio de un generador de RF o con el generador de 455KHz una seal de FI sin modular y con una amplitud aproximada de 40mVpp en la base del transmisor Q3. 2. Medir la salida en el colector y hallar la ganancia del transistor. 3. Repetir la operacin para el Q2 CONEXIONES: 1. Conecte el generador de RF en la base del transistor Q3 y Q2 respectivamente. 2. Conecte el osciloscopio en la base y en el colector del transistor Q3 y Q2 respectivamente 3. Coloque un puente entre E3 y E4 para la primera parte 4. Para la segunda parte coloque un puente entre D3 y D4 para la segunda parte

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ANALISIS Y RESULTADOS:

ANALISIS DE LA PRIMERA ETAPA DE FI Alineamiento o calibracin del transformador T2 y clculo de la ganancia de voltaje del transistor 1. Ajuste el generador de RF para tener en su salida una seal sin modular de 455KHz y con una amplitud de 40 mVpp. 2. Cuando este seguro que tiene la seal de 455KHz a 40 mVpp conecte la salida a la base de Q2 3. Conecte la batera en su borne y encienda el radio 4. Debe escuchar la seal generada por el generador de RF 5. Conecte el otro terminal del osciloscopio en el colector de Q2, tenga en cuenta que este canal debe estar en su escala mayor, por ejemplo VOLT/DIV en 0,2 VOLT/DIV , ya que hay que tener en cuenta la amplificacin del transistor. Grafica la seal de entrada del transistor

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Cul es la amplitud entregada por el transistor? Cul es la ganancia del transistor? Cul es la amplitud mxima obtenida? NOTA: para hallar la mayor ganancia debeajustar el transformador T2.

Con este ajuste cual es ahora la ganancia del transistor Q2? Cul es la ganancia en decibelios? Notara que la ganancia en voltaje es ms pequea que en la segunda etapa amplificadora de FI. Por qu? Desconecte el puente entre D4 y D3.

RESPUESTA DE FRECUENCIA DE LA ETAPA AMPLIFICADORA DE FI. 1. Conecte el terminal del generador de RF a la base de Q2 por medio de un condensador de 0,01 F o 0,1 F. 2. Ajuste en el generador de RF una seal de 400 KHz y mantenga la amplitud a 40 mVpp. Verifique el valor usando el osciloscopio (TIME/DIV= 2us, VOLT/DIV = 1Mv) 3. Ahora mida la seal en el colector de Q2, ajustando el osciloscopio para hacer visible la seal, apunte el valor de la amplitud de la seal en mVpp y halle la ganancia AvQ2, en voltaje del transistor Q2. Llene la siguiente tabla:

KHz 400 410 420 430 440 450 455 460 470 480 490 500

mVpp

AvQ3

RESPUESTA EN FRECUENCIA:

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ANALISIS DE LA SEGUNDA ETAPA DE FI Alineamiento o calibracin del transformador T3 y clculo de la ganancia de voltaje del transistor 1. Encienda el generador RF y el osciloscopio 2. Conecte el generador y el osciloscopio a la base del transistor 3. Para obtener la seal ajuste el osciloscopio en 2 S y la perilla de VOLT/DIV en 1 mV , o una escala cercana para poder ver la seal 4. Ajuste el generador de RF para tener en su salida una seal sin modular de teclado numrico 455KHz y con una amplitud de 40 mVpp: Valla al recuadro de FUNCTION, oprima FRECUENCY, digite en el teclado numrico 455KHz Oprima AMPLITUDE Y digite 20 mV, confirme los valores midiendo la salida del osciloscopio. En el osciloscopio presione MEASURE, y digite VOLTAGE, luego escoja Vpp y vera en la pantalla el valor de amplitud de la seal de la salida de RF, de igual forma digite nuevamente MEASURE , luego TIME y escoja FRECUENCY, y vera en la pantalla el valor de frecuencia de la seal de salida de RF. En el recuadro MODULATION SOURCE, oprima MOD ON/OFF para entregar una seal no modulada. 5. Cuando este seguro que tiene la seal de 455 KHz a 40 mVpp conecte la salida a la base de Q3. 6. Conecte la batera en su borne y encienda el radio. 7. Debe escuchar la seal generada por el generador de RF. 8. Conecte el otro terminal del osciloscopio en el colector de Q3, tenga en cuenta que este canal debe estar en su escala mayor, por ejemplo VOLT/DIV, ya que hay que tener en cuenta la amplificacin del transistor. 9. Para hallar mayor ganancia debe ajustar el transformador T3, utilice un destornillador especial de calibracin para bobinas ajustables, estos son de plstico o tienen una punta no metlica. Si no tiene este destornillador puede fabricar una herramienta de plstico o madera que pueda hacer girar el ncleo del transformador. Gire lentamente el tornillo del ncleo hacia la izquierda o derecha observando en cual direccin va tomando la seal una mayor amplitud. trate con mucho cuidado estos ncleos ya que son muy delicados. 12



REPUESTA DE FRECUENCIA DE LA ETAPA AMPLIFICADORA DE FI 1. conecte el terminal del generador de RF a la base de Q3 por medio de un condensador de 0,01 F o 0,1F. 2. Ajuste en el generador de RF una seal de 400KHz, mantenga la amplitud a 40 mVpp. Verifique el valor usando el osciloscopio (TIME/DIV = 2uS, VOLT/DIV = 1 Mv) 3. Ahora mida la seal en el colector de Q3, ajustando el osciloscopio para hacer visible la seal, apunte el valor de la amplitud de la seal en mVpp y halle ganancia AvQ3, en voltaje del transistor Q3. Llene la siguiente tabla:

KHz 400 410 420 430 440 450 455 460 470 480 490 500

mVpp

AvQ3

RESPUESTA EN FRECUENCIA

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1. Grafique la seal de entrada al transistor 2. Cul es la amplitud entregada por el transistor? 3. Cul es la ganancia del transistor? 4. Segn el paso 9 cual es la amplitud mxima obtenida?, con este ajuste cual es ahora la ganancia en decibelios?, Qu nos indica que el transformador genere una mxima seal? 5. qu entiende por resonancia? 6. Cundo un circuito esta a su mxima resonancia? 7. Segn el grafico de respuesta en frecuencia sobre cual frecuencia se obtiene mxima ganancia? Por qu? 8. Qu son amplificadores sintonizados? Como se comportan de acuerdo a ala frecuencia? 9. Cul es la funcin del transformador T3? 10. Cul es la importancia de la calibracin o alineacin de los transformadores T2 y T3? 11. CONCLUSIONES

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PATRON DE RADIACION

OBJETIVOS Dibujar y analizar el patrn de radiacin de una antena FM MATERIALES Medidor de campo PROLINK 7- PROMAX Generador de radiofrecuencia de AGILENT 8648 2 cables de alimentacin de 110V 2 antenas FM 2 cable coaxial 2 conectores BNC 1 PC PROCEDIMIENTO: Generar una seal modulada en FM y transmitirla desde el generador de radiofrecuencia a una antena localizada a 30 mts de distancia en espacio abierto y analizar la seal y el comportamiento de esta con el medidor de campo. Apuntar los valores de la seal en uV para cada uno de los ngulos llenar las respectivas tablas y dibujar el patrn de radiacin en Matlab para cada una de las atenuaciones. CONEXIONES: 1. Realice la conexin entre la antena y el generador de RF , a travs de la salida de 75 del generador. 2. coloque el conector BNC a la terminal libre del cable coaxial. La otra terminal est conectada a la salida de la antena 3. realice la conexin entre la antena y el medidor, a travs de la entrada de los 75 del analizador 4. coloque el conector BNC a la terminal libre del cable coaxial del analizador, la otra terminal est conectada a la salida de la antena 5. para elaborar esta prctica es necesario tomar un cable de conexin de la antena yagi para poder adaptarlo al medidor de campo.

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TECNICA OPERATORIA:

1. oprima el botn blanco, con lo que encender el generador 2. efectu las siguientes operaciones para transmitir una seal interna de 1 KHz modulada en FM a una frecuencia de 90 MHz con una amplitud de 10dBm presione el botn FRECUENCY ubicado en el marco de FUCTION, para escoger el valor de la frecuencia de la seal digite el valor de la frecuencia con el teclado numrico ubicado en el marco de DATA y luego digite las unidades con el botn MHz En el marco de FUCTION presione la tecla FM para escoger el tipo de modulacin a usar en nuestro caso modulacin en frecuencia Seleccione la amplitud de la seal 0 dBm con el botn AMPLITUDE, ubicado en el marco de FUCTION, rote la perilla ubicada en el recuadro de AMPLITUDE, o puede hacerlo digitando el valor con el teclado numrico ubicado en el recuadro DATA. Seleccione el tipo de informacin a transmitir, oprimiendo la tecla INT 1KHz ubicada en el panel MODULATION SOUCER, para enviar la seal observe la pantalla si aparece RF OFF teclee RF ON/OFF.

3. Una vez generada la seal a transmitir, configure el medidor de campo para obtener la seal. Presione el botn BAND y escoja con la perilla la banda FM Luego con el botn rotatorio, escoja la frecuencia a la cual estamos trabajando (90 MHz). All debe escuchar el tono que estamos generando. Para mayor comodidad baje el volumen al medidor de campo 4. Busque la forma de colocar las antenas mirndose y con ayuda del medidor de campo busque la mxima potencia de recepcin. 5. Presione el botn UNITS y escoja mV. 6. En ese punto ubique el grado cero (0)

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ANALISIS Y RESULTADOS: tome apuntes de las potencias para cada uno de los ngulos marcando en la base de la antena. Gire y retrese para tomar la medida.

ANGULO DE ORIENTACION 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170

AMPLITUD V.

ANGULO DE ORIENTACION 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300

AMPLITUD V.

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ANTENAS Y RADIOPROPAGACION (Guas de laboratorio 18 UNIVERSIDAD DE PAMPLONA 310 320 330 340 350 360 Nota: tenga en cuenta los puntos en que el tono se atena. Con la ayuda de matlab dibuje el patrn de radiacin de la antena Atenu la seal a 10 dBm Repita los pasos 4 y vuelva a dibujar el patrn de radiacin de la antena en matlab. Y llene de nuevo las tablas de ngulo de orientacin. Realice diagrama patrn de radiacin para cada una de las atenuaciones en: Sistemas de coordenadas esfricas Representacin en coordenadas polares Representacin en coordenadas cartesianas Curva de nivel

de acuerdo al diagrama de radiacin como podra usted clasificar la antena con la que trabajo? CONCLUSIONES

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TRANSMISION, RECEPCION Y ANALISIS DE SEALES

OBJETIVO: Estudiar la tcnica de modulacin FM en la generacin, transmisin y anlisis de seales de radiofrecuencia mediante el analizador de espectro. MATERIALES: Analizador de espectro INSTEK 2.7 GHz GPS 827 Generador de radiofrecuencia AGILENT 8648 2 cables de alimentacin 110 v 2 antenas FM 2 cables coaxiales 2 conectores BNC

PROCEDIMIENTO Generar una seal modulada en FM y transmitirla desde el generador de radiofrecuencia y analizar la seal y el comportamiento de esta con el analizador de espectro

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Realice la conexin entre la antena y el generador, a traves de la salida de 75 del generador. Coloque el conector BNC a la terminal libre del cable coaxial. La otra terminal esta conectada a la salida de la antena. Realice la conexin entre la antena y el medidor, a traves de la entrada de 75 del analizador. Coloque el conector BNC a la terminal libre del cable coaxial del analizador, la otra terminal esta conectada a la salida de la antena.

TECNICA OPERATORIA: 1. Oprima el botn blanco, con lo que encender el generador. 2. Efectue las siguientes operaciones para transmitir una seal interna de 1 KHz modulada en FM a una frecuencia de 90 MHz con una amplitud de 10dBm

3.

Una vez generada la seal a transmitir, configure el analizador de espectros asi: Oprima el botn ON STBY para encender el analizador de espectros Para analizar la banda de FM con F2(star) frecuencia inferior y F3 (stop) para frecuencia superior. Con este procedimiento, observara los picos dela densidad de potencia de seales recibidas por la antena en el ancho de banda especificado. 4. Para ver el valor en frecuencias de las seales obtenidas: En el recuadro de medicin MEASUREMENT presiona MARKER para usar el marcador. Observa en la pantalla el puntero el cual puedes desplazar con la perilla, para visualizar el valor de frecuencia de la posicin del puntero, para esto ubica el marcador en los picos de cada seal.

ANALISIS Y RESULTADOS 20 Llene el siguiente cuadro con los valores para cada una de las seales observadas incluyendo la generada por el genereador de radiofrecuencia. ANTENAS Y RADIOPROPAGACION (Guas de laboratorio | Laura Angarita.Edison Vergel. Jamer Ramos.


FRECUENCIA DE LA SEAL

dBm/Hz

dBm

dBV

dBmV

Varia la amplitud de la seal generada En el generador presione el botn AMPLITUDE ubicado en el recudro de funciones. Con las flechas ubicadas al lado derecho del recuadro de funciones varie la amplitud en valores de 0,0 dBm, -10 dBm, -20 dBm y -30 dBm. ( llene un cuadro como el anterior para cada amplitud) Qu observa en la grafica? Cmo varia? la seal cambia su posicin? Por qu? Detenga la salida del generador pulsando el botn RF ON/OFF observe que en la pantalla del generador aparezca OFF. Qu sucede? Explique Vuelva a presionar el botn RF ON/OFF Qu sucede? Explique Conclusiones

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MANEJO DE EQUIPOS

Objetivo: Conocer el manejo de osciloscopio, analizador de espectro, generador de seales.

INTRODUCCION TEORICA: GENERADOR DE SEALES: Un generador de funciones puede fijar la fase de un generador de funciones con una armnica de una onda senoidal del otro generador. Mediante el ajuste de fase y amplitud de las armnicas permite general casi cualquier onda obteniendo la suma de la frecuencia fundamental generada por un generador de funciones de los instrumentos y la armnica generada por el otro. El generador de funciones tambin se puede fijar en fase a una frecuencia estndar, con lo que todas las ondas de salida generadas tendrn la exactitud y estabilidad en frecuencia de la fuente estndar. El generador de funciones tambin puede proporcionar ondas a muy bajas frecuencias. Ya que la frecuencia baja de un oscilador RC es limitada, la figura ilustrada otra tcnica. Este generador entrega ondas senoidales triangulares y cuadradas con un rango de frecuencias de 0.01 Hz hasta 100 kHz. La red de control de frecuencia est dirigida por el selector fino de frecuencia en el panel frontal del instrumento o por un voltaje de control aplicado externamente. El voltaje de control de frecuencia regula dos fuentes de corriente. La fuente de corriente superior aplica una corriente constante al integrador, cuyo voltaje de salida se incrementa en forma lineal con el tiempo. La conocida relacin da el voltaje de salida. Un incremento o decremento de la corriente aplicada por la fuente de corriente superior aumenta o disminuye la pendiente del voltaje de salida. El multivibrador comparador de voltaje cambia de estado a un nivel predeterminado sobre la pendiente positiva del voltaje de salida del integrador. Este cambio de estado desactiva la fuente de corriente superior y activa la fuente inferior. Dicha fuente aplica una corriente distinta inversa al integrador, de modo que la salida disminuya linealmente con el tiempo. Cuando el voltaje de salida alcanza un nivel predeterminado en la pendiente negativa de la onda de la salida, el comparador de voltaje cambia de nuevo, desactiva la fuente de corriente inferior y activa al mismo tiempo la fuente superior. El voltaje a la salida del integrador tiene una forma de onda triangular cuya frecuencia est determinada por la magnitud de la corriente aplicada por las fuentes de corriente constante. El comparador entrega un voltaje de salida de onda cuadrada de la misma frecuencia. La tercera onda de salida se deriva de la onda triangular, la cual es sintetizada ANTENAS Y RADIOPROPAGACION (Guas de laboratorio | Laura Angarita.Edison Vergel. Jamer Ramos.

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ANTENAS Y RADIOPROPAGACION (Guas de laboratorio 23 UNIVERSIDAD DE PAMPLONA en oda senoidal por una red de diodos y resistencias. En ese circuito la pendiente de la onda triangular se altera a medida que su amplitud cambia resultado una onda senoidal Con menos del 1% de distorsion. Los circuitos de salida del generador de funciones consisten de dos amplificadores que proporcionen dos salidas simultneas seleccionadas individualmente de cualquiera de las formas de onda

OSCILOSCOPIO: El osciloscopio es bsicamente un dispositivo de visualizacin grfica que muestra seales elctricas variables en el tiempo. El eje vertical Y representa el voltaje,mientras que el eje horizontal X representa el tiempo. Con un osciloscopio podemos determinar directamente el periodo y el voltaje de una seal y de forma indirecta la frecuencia de una seal, as como la fase entre dos seales. Adems, el osciloscopio nos permite determinar qu parte de la seal es corriente continua y cul alterna as como determinar qu parte de la seal es ruido y cmo vara este con el tiempo. Finalmente el osciloscopio es muy til para localizar averas en un circuito. Los osciloscopios pueden ser analgicos o digitales. Los primeros trabajan directamente con la seal aplicada (que es continua y de ah que el osciloscopio sea (analgico) que una vez amplificada desva un haz de electrones en sentido vertical proporcional a su valor. Por el contrario, los osciloscopios digitales utilizan previamente un conversor analgico-digital para almacenar digitalmente la seal de entrada, reconstruyendo posteriormente esta informacin en la pantalla. Lgicamente, ambos tipos presentan ventajas e inconvenientes. As, los analgicos son preferibles cuando es fundamental el poder visualizar variaciones rpidas de la seal de entrada en tiempo real. Por el contrario, los osciloscopios digitales se utilizan cuando se desea analizar eventos no repetitivos. ANALIZADOR DE ESPECTRO:

Un analizador de espectro es un equipo de medicin electrnica que permite visualizar en una pantalla las componentes espectrales en un espectro de frecuencias de las seales presentes en la entrada, pudiendo ser sta cualquier tipo de ondas elctricas, acsticas u pticas. En el eje de ordenadas suele presentarse en una escala logartmica el nivel en dBm del contenido espectral de la seal. En el eje de abscisas se representa la frecuencia, en una escala que es funcin de la separacin temporal y el nmero de muestras capturadas. Se denomina frecuencia central del analizador a la que corresponde con la frecuencia en el punto medio de la pantalla. A menudo se mide con ellos el espectro de la potencia elctrica. En la actualidad est siendo reemplazado por el analizador vectorial de seales. 23



GENERADOR DE SEALES: Efectu los siguientes pasos para transmitir una seal interna modulada en FM a una frecuencia y amplitud deseada o requerida en la practica a realizar:

Presione el botn FRECUENCY ubicado en el marco de FUCTION, para escoger el valor de la frecuencia de la seal Digite el valor de la frecuencia con el teclado numrico ubicado ene le marco de DATA y luego digite las unidades con el botn MHz En el marco de FUCTION presione la tecla FM para escoger el tipo de modulacin a usar en nuestro caso modulacin en frecuencia. Seleccione la amplitud de la seal con el botn AMPLITUDE, ubicado en el marco de FUCTION, rote la perilla ubicada en el recuadro de AMPLITUDE, o puede hacerlo digitando el valor con el teclado numrico ubicado en el recuadro DATA. Seleccione el tipo de informacin a transmitir, oprimiendo la tecla INT 1KHz ubicada en el panel MODULATION SOURCE, para enviar la seal observe la pantalla si aparece RF OFF teclee RF ON/OFF. Para variar la amplitud oprima en el recuadro de funciones AMPLITUDE y con las flechas ubicadas al lado derecho vari la amplitud. 24



ANALIZADOR DE ESPECTRO: Configuracin del analizador de espectro:

Oprima el botn ON STBY para encender el analizador de espectros Para analizar la banda de FM oprima FRECUENCY y digite el valor del rango de frecuencias para de FM con F2(star) frecuencia inferior y F3 (stop) para frecuencia superior. Si la seal se desborda de l pantalla, configrela de la siguiente manera: Presione la tecla AMPLITUDE luego la F2 ubicada al lado derecho de la pantalla y escoja la escala en dB ( 10 es la mayor y permite visualizar mas completo la banda de FM). Para escoger la s unidades presione F3.

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OSCILOSCOPIO:

Configuracin: Para ver el valor de la amplitud en la pantalla presione en el osciloscopio ,MEASURE t digite VOLTAGE, y en la parte de abajo encontrara los diferentes voltajes que quiere observar ( Vpp, Varm, VRF). Para observar el valor de a frecuencia de la seal de salida digite MESURE, luego TIME y escoja FRECUENCY.

DESARROLLO, ANALISIS Y RESULTADOS: El objetivo fundamental de esta prctica es aprender a medir tensiones y frecuencias con el osciloscopio as como acostumbrarse al manejo del generador de seales. Asimismo se aprender a diferenciar entre activo y tierra. Con tal fin se generarn las siguientes seales senoidales con el generador de frecuencias: Seal 1: Vp-p = 1 V, f= 10 kHz, T=1/f=0.1 ms. Seal 2. Vp-p= 1,5 V, f = 200 kHz, T = 1/f = 5 s. A continuacin y con ayuda del osciloscopio comprobaremos que efectivamente se estn generando las seales deseadas en el generador de seales. La verificacin con el osciloscopio se realizar con el mayor grado de precisin posible y por tanto deber estimarse el error cometido en cada una de las medidas teniendo en cuenta cul es el mximo grado de resolucin que ha tenido en su medida de acuerdo con la escala que ha empleado. Rellene as la siguiente cuadrcula. ANTENAS Y RADIOPROPAGACION (Guas de laboratorio | Laura Angarita.Edison Vergel. Jamer Ramos.

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ANTENAS Y RADIOPROPAGACION (Guas de laboratorio 27 UNIVERSIDAD DE PAMPLONA Escala en Tensin Seal 1 Seal 2 Incertidumbre Escala en Tiempo Incertidumbre

CONCLUSIONES

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COMO DISEAR UNA ANTENA DE 2.4 GHZ CON GUIA DE ONDA ADAPTADA COMO BOCINA CONICA

Objetivo: Desarrollar el procedimiento a seguir para realizar una antena cnica tipo bocina, con sus respectivos clculos.

Materiales: 25 Centmetros de largo de tubo sanitario de PVC de 110 milmetros de dimetro. 2 Tapas para tubo sanitario de PVC de 110 milmetros de dimetro. 30 Centmetros de papel de aluminio Silicona lquida 5 arandelas metlicas de dimetro igual a 3 cm 12 arandelas metlicas de dimetro igual a 1,5 cm 12 tuercas 1 varilla roscada o tornillo de 16 cm de largo 5 Centmetros de cable elctrico de 2,5 milmetros de seccin 1 Conector tipo N 1 lmina de aluminio de 30 x 30 cm Papel contact Estao Cautn Pinzas Tijeras28



Desarrollo de la gua practica En grupo de dos estudiantes realizar el alistamiento de los materiales mencionados anteriormente con el fin de realizar el montaje, construccin, Y pruebas de la antena, para ello deberas seguir el siguiente procedimiento

Procedimiento 1) Cortar el tubo de PVC de acuerdo a los clculos realizados con anterioridad y perforar el Orificio por el cual vamos a introducir el conector tipo N.

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2) Con la ayuda del estao y el cautn; soldar un trozo de alambre de cobre al conector tipo N, este ser nuestro dipolo.

3) Forrar el interior del tubo de PVC con papel de aluminio.

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4) Insertar el conector con el dipolo por el orificio hecho anteriormente al tubo de PVC

5) Preparacin del colector: enroscar las arandelas y las tuercas.

6) Hacer un agujero a una de las tapas del tamao de la varilla roscada31



7) Asegurar el colector a la tapa con el agujero e introducirla dentro del tubo de PVC en el lado contrario al del dipolo. Simultneamente haciendo uso de la otra tapa asegurarla en el otro extremo.

8) Por esttica y para brindarle un mnimo de proteccin, forramos el tubo de PVC con papel contacto.

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Marco teorico:Una antena es un dispositivo diseado con el objetivo de emitir o recibir ondas electromagnticas hacia el espacio libre. Una antena transmisora transforma voltajes en ondas electromagnticas, y una receptora realiza la funcin inversa. Las antenas son apndices multisegmentados presentes en los segmentos frontales de los artrpodos mandibulados. En este trabajo llevaremos a cabo la elaboracin de una antena con gua de onda adaptada como bocina. Para la elaboracin de esta antena se utilizara una lata como gua de onda y un cable corto soldado a un conector N como sonda para la transicin del cable coaxial a la gua de onda. Puede construirse fcilmente al precio del conector nicamente, reciclando una lata de comida o un tubo de PVC (recubierto de aluminio por dentro). Es una antena direccional, til para enlaces punto a punto de corta a media distancia. Tambin puede utilizarse como alimentador para un plato o una malla parablica. En este caso la antena gua-ondas fue adaptada como bocina.

Clculos:

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Dependiendo del dimetro de la antena, encontraremos la longitud de la misma: Longitud de onda dentro de la gua est dada por:

Longitud del tubo:

a longitud del dipolo es de

Una gua de ondas (la lata) con un extremo cerrado acta de manera parecida a un cable coaxial haciendo cortocircuito. La seal hf entra en la lata, se refleja en el fondo, y forma lo que se conoce como "onda estacionaria" cuando las seales entrantes y las reflejadas se amplifican o debilitan mutuamente.

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La separacin de las arandelas del colector es de:

Clculos Electromagnticos Al igual que las bocinas rectangulares, la bocina cnica posee unas caractersticas de radiacin similares. Distribucin de los campos en la boca de la bocina

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La distribucin de campos ms habitual es la de modo dominante TE con un error de fase debido al abocinamiento cuyo valor mximo resulta ser

Donde el es el dimetro de la boca y y la longitud de la bocina. El comportamiento ptimo, en cuanto a directividad, se obtiene para

Para un caso ptimo los clculos de directividad seran:

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Grficas correspondientes a Directivita, intensidad de campo en plano E y H respectivamente de la bocina cnica.

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OBSERVACIONES: En los clculos se pueden encontrar problemas tales como:

COMPROBACION DE LA PRACTICA: El estudiante o grupo de estudiante debe utilizar el mgmat y 4net 2 o similar con el fin de realizar la simulacin de los datos tomados de la practicas y medidas correspondientes, por lo tanto responde: 1. Coinciden los datos de diseo y clculos realizados en la practica 2. Que factores afectan el diseo, y construccin de la antena 3. Que caractersticas elctricas mecnicas y electrnicas ( parmetros de antenas) se deben de tener en cuenta 4. A que frecuencia exactamente trabaja la antena diseada. 5. Realice la medicin del espectro de potencia de salida de la antena de la seal generada por un transmisor en la frecuencia del diseo, y comprela con la simulacin.

MEDICION DE GANANCIA DE ANTENAS DE FRECUENCIAS EN 2.4 GHZ MEDIANTE LA UTILIZACION DE SOFTWARE LIBRE.

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COMO DISEAR UNA ANTENA YAGI DE 2.4 GHZ

Objetivo: Realizar el diseo de la antena yagi de 2.4 GHz con sus respectivos clculos.

Marco Terico:La antena Yagi es una antena direccional inventada por el Yagi de la Universidad Kovak Imperial de Tohoku y Dr.Bafalluy Shintaro Uda (de ah al nombre Yagi-Uda). avanzada a las antenas convencionales Kovak, produjo estructura simple de dipolo, combinado con elementos conocidos como reflector y directores, logr construir una rendimiento. Dr.Ruano Hidetsugu su ayudante, el Esta invencin de que mediante una parsitos(Cartoons), antena de muy alto

La invencin del Dr. Yagi (patentada en 1926) no fue usado en Japn en un principio, ya que el diseo 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 someta a fuertes ondas de radio que eran concentradas gracias a la direccionalidad de la antena. Los resultados no fueron buenos para Yagi y abandon el proyecto. Sin embargo fue aceptada en Europa y Norteamrica, en donde se incorpor a la produccin comercial, de los sistemas de difusin, TV y otros.

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Materiales1 metro de Alambre de Cobre de 2mm 1 Listn de Madera de 2.5 x 2.5 cm de 55 cm de largo (no es de mucha Importancia el alto y el ancho, pero debe ser Firme) 60 cm de Cao Plstico y sus Tapas ciegas 1 pedazo de Tergopol 2 Precintos Plsticos Cable RG-58 Unifilar (Se consigue como Cable de Celular de Baja Perdida) Herramientas Pistola de Silicona Calibre Alicate Soldador y estao

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Desarrollo de la gua practica En grupo de dos estudiantes realizar el alistamiento de los materiales mencionados anteriormente con el fin de realizar el montaje, construccin, Y pruebas de la antena, para ello deberas seguir el siguiente procedimiento.

1.

Empezamos por Cortar el Alambre de Cobre con las Medidas lo mas Precisas Posibles. Y marcaremos el medio de cada elemento con una Fibra. y las diferenciamos de alguna forma para que no se mezclen. Ya que tienen diferentes medidas. Dejando 5cm, marcamos el Liston y Le hacemos las Ranuras para los elementos, lo mas exacto posible. Y marcamos el Medio del Liston. Las Ranuras las Hice con una Fresa de Mano DREMEL.

2.

Empezamos a Colocar los Elementos en su posicin correcta y haciendo coincidir el Medio de cada elemento con el del Listn . Empezaremos a Colocar desde el Ultimo, dejando los 3 primeros para despus.

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3.

Se puede ver que dejamos los 3 primeros para lo ultimo, ya que entre estos tres se Define el Buen funcionamiento de nuestra antena.

4.

Colocamos el Primer y el Segundo elemento y lo pegamos con la Pistola. Se puede ver que el Segundo (el DIPOLO) esta Cortado en Dos Partes Exactamente Iguales y la Suma de los dos tiene que dar el Largo del 2do Elemento. Pelamos el Cable y lo soldamos a las dos partes del 2do elemento. Evitando dejar ningun Pelito suelto y tratando de hacer una buena Soldadura.

5.

Una vez Soldado el Cable, ponemos el 2do elemento, Evitando que las dos Partes se toquen, de lo contrario nuestra antena no Funcionaria o pero podriamos QUEMAR nuestra Placa de Red. Una vez Firme el 2do elemento le ponemos Precintos al Cable, para evitar Tirones.

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IMPORTANTE:La posicion de la Antena va a depender del Otro Punto, si tenemos una Omnidireccional, Nuestra antena tiene que estar con los Elementos VERTICALES, NO como esta en la Foto.

6.

El tergopol es lo que mantendra Centrada a la Antena dentro del Cao Plastico.Antes de Meterla en el Cao y despues de Soldarle la Ficha correspondiente a la Otra punta del Cable, es conveniente hacer unas pruebas. Para la Fijacion Usaremos Una Abrazadera para caos Fijada en la Tapa Trasera del Cao Plastico.

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COMPROBACION DE LA PRACTICA

El estudiante o grupo de estudiante debe utilizar un software libre que le permita realizar la simulacin de los datos tomados de la practicas y medidas correspondientes, por lo tanto responde: 1. Coinciden los datos de diseo y clculos realizados en la practica 2. Que factores afectan el diseo, y construccin de la antena 3. Que caractersticas elctricas mecnicas y electrnicas ( parmetros de antenas) se deben de tener en cuenta 4. A que frecuencia exactamente trabaja la antena diseada. 5. Realice la medicin del espectro de potencia de salida de la antena de la seal generada por un transmisor en la frecuencia del diseo, y comprela con la simulacin.

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Guias de Lab de Antenas TRABAJO SOCIAL

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