Modelo de Informe de Laboratorio (3)

8/19/2019 Modelo de Informe de Laboratorio (3)

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LABORATORIOS DE ANTENAS:1. ANTENA YAGI

2. DIPOLO PLEGADO3. ANTENA YAGI – UDA

LUIS FERNANDO LOPEZ OCARLOS ANDRES JURADO

GRUPORAT65-3

Resumen:Con esta práctica se pretende introducir al estudiante enla caracterización de los dispositivos pasivos de

transmisión de señales electromagnéticas. El estudiantetrabajara conceptos como polarización, ganancia,directividad, potencia isotrópica radiada efectiva,resistencia de radiación, campos cercano y lejano,ancho de banda y el sistema de coordenadas de laantena

En esta práctica de laboratorio se busca conocer yentender los patrones de las diferentes antenas(laboratorio 1: antena Yagi laboratorio 2: dipolo plegado,y laboratorio 3: antena Yagi – uda) con el fin de mirarsus diferencias, principios de radiación y cual nos ofreceun mejor desempeño en diferentes factores externosque nos permita saber cual debemos utilizar en un

momento determinado.Se encontró que el patrón de radiación varía mucho conrespecto a los elementos utilizados ya que las medidastomadas pueden variar mucho con un movimiento quese realice.En este informe se entregaran las prácticas 1, 2 y 3 aligual que las tablas de medición y las conclusionesobtenidas luego de conocer más sobre dichas antenas.

Introducción

Dipolo Simple (Antena Yagi)El dipolo simple es la antena más sencilla, y consiste endos varillas metálicas de un cuarto de longitud de ondaFig. 1 y a cuyos extremos centrales se conecta la Línea

de Transmisión procedente del Transmisor o Receptorde RF. Su Impedancia es de aproximadamente 75 Ω ysu longitud física puede calcularse a partir de

Donde f es la Frecuencia de Trabajo en MHz y L laLongitud Real de la antena.

Dipolo PlegadoEste tipo de antena Fig. 1.2 es el más conocida en laradiodifusión de FM y TV, está hecha por una varilla decobre o aluminio en forma de bucle cerrado en cuyosextremos se conecta la línea de transmisión. La

ganancia de esta antena es la misma que la del dipolosimple, pero su principal ventaja sobre el dipolo simplees su mayor resistencia mecánica, ya que es 4 vecessuperior, es decir 300 Ω. La Impedancia del dipoloplegado viene dada por

Donde Zo es la impedancia del Dipolo simple (75 Ω) y Nel número de hilos que contribuyen al dipolo plegado.

Las Antenas Yagi-UdaEstán constituidas por varios elementos paralelos ycoplanarios, directores, activos y reflectores, utilizadaampliamente en la recepción de señales televisivas. Loselementos directores dirigen el campo eléctrico, losactivos radian el campo y los reflectores lo reflejan. Loselementos no activados se denominan parásitos, la


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antena Yagi puede tener varios elementos activos yvarios parásitos. Su ganancia está dada por:

G = 10 log nDonde n es el número de elementos por considerar.

ProcedimientoLista de Material1) Analizador de espectros2) Medidor de potencia3) Kit didáctico D’Lorenzo, para aprendizaje de antenas 4) Bases de prueba y flexómetro

Laboratorio 1

El enfoque de esta práctica será la experimentación yobtención de las características de radiación de lasantenas transmisoras construyendo sus diagramaspolares. Los objetivos planteados son los siguientes:Introducir al estudiante en el estudio práctico de lasantenas filiformes como son las antenas dipolo de λ/2 Familiarizar al estudiante con el diagrama o patrón deradiación de una antena dipolo de longitud λ/2 en losplanos E y H

Afianzar al estudiante en el manejo hábil de losdiferentes tipos de polarización de las antenas dipolosInducirlo a medir y verificar el ancho del haz del patrónde radiación de una antena dipolo de λ/2

ProcedimientoEl sistema, figura 1, comprende un conjunto de antenasde varios tipos (dipolo simple, dipolo plegado, Yagi-Uda,Ground Plane antenna), además de la instrumentaciónnecesaria (generador RF, detector de radiaciones 2EM,línea Lecher) y accesorios como cables coaxiales,conectores y adaptadores. Trabaja a frecuencias desde860 a 940 MHz y debe alimentarse con una fuente de -15Vcc a 200mA.

Obtener Patrón de Radiación Antena Dipolo deMedia OndaTenga en cuenta que el módulo didáctico tiene desajusteen los conectores, por lo tanto es necesario estaratentos a que las conexiones queden bien. Esrecomendable no sujetar los dispositivos en el momentode la medición, ni estar demasiado cerca a las antenastransmisora y receptora, ya que la presencia depersonas genera ruido en la medida.Tomaremos como frecuencia de trabajo del radiador 900MHz, y los pasos a seguir son los siguientes:Nota: Tenga en cuenta que las mediciones que se leindican en esta secuencia de pasos que debe repetirdeben hacerse bajo las mismas condiciones del entornode la medición anterior, esto con el fin de poder realizar comparaciones validas entre las diferentes medidas

1. Mida -15Vcc en la fuente DC, apague la fuente DC yconéctela al módulo DL-2595. Asegúrese de que lapolaridad sea la correcta2. Encienda el medidor de potencia Agilent E4416A, yrealice la auto calibración3. Encienda la fuente DC y en el conector BNC de labase del módulo DL-2595 mida la potencia de salida de

la antena utilizando el equipo Agilent E4416A.Establezca la perilla de salida al 100 %4. Apague de nuevo la fuente DC y conecte a la base delequipo didáctico el mástil con una antena dipolo de λ/2 5. Ajuste el detector de radiaciones EM a la misma alturadel dipolo. Tenga en cuenta que este detector trabajacon una antena dipolo plegado6. Teniendo en cuenta la longitud de onda de la señalradiada, ubique el detector de radiaciones EM a unadistancia apropiada7. Verifique que la antena transmisora y receptoratengan polarización horizontal8. Mueva la perilla de salida al nivel que genere máximamedición en el detector de radiación EM, pero de talforma que no supere la escala del instrumento

9. Construya una tabla de valores con cada uno de losángulos marcados en las divisiones del módulo y lacorriente medida por el detector de radiación EM10. Verifique lo que sucede si cambia la polarización deuna sola de las antenas11. Repita el procedimiento si las antenas tienen ambaspolarización vertical12. Repita el procedimiento cambiando la altura deldipolo plegado del detector de radiación de EM. Saqueconclusiones13. Repita todos los numerales anteriores modificando ladistancia entre el transmisor y el receptor. Hágalo tantocon una distancia menor como una mayor14. Acerque lo máximo que se puede el detector deradiación EM a la antena dipolo de λ/2 y mida la

corriente registrada. Tenga en cuenta que es posibleque sea necesario atenuar la salida del transmisor paraque la medición no sobrepase la escala del instrumento.De esta manera es posible tener una aproximación de lapotencia de transmisión. Compare con el valor medidopor el medidor de potencia Agilent E4416A

InformeCon los datos tomados en el procedimiento practicorealizar un informe que contenga lo siguiente:Convierta los valores de corriente medidos con eldetector de radiación EM a valores de potencia, tanto enmili vatios como en dBm.Tenga en cuenta que el detector trabaja con una antenadipolo plegadoCon los datos obtenidos dibuje el patrón de radiacióntanto en mili vatios como en dBm. Para esto utilice aMatlab como herramienta.Incluya el código del programa utilizado para hacer estasgraficas Compare el patrón obtenido en el laboratorio con elobtenido en la simulación. Saque conclusionesDetermine el ángulo de apertura de la antenaDetermine las pérdidas de propagación. Compareresultados y saque conclusionesCon el fin de complementar el informe de laboratorio, sedeben responder las siguientes preguntas:


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1. ¿Podría afirmarse que la antena dipolo es una antenaomnidireccional?Justifique su respuestaLa antena dipolo no irradia en todas las direcciones conla misma potencia; se dice entonces que es una antenadireccional.Las antenas omnidireccionales orientan la señal en

todas direcciones con un haz amplio pero de cortoalcance. Si una antena direccional sería como un foco,una antena omnidireccional sería como una bombillaemitiendo luz en todas direcciones pero con unaintensidad menor que la de un foco, es decir, con menoralcance.2. ¿Qué se puede decir de la posición del dipolo, encuanto a la polarización del campo emitido, para lacaptación máxima de señal?La polarización de una antena se refiere a la direccióndel campo eléctrico dentro de la onda electromagnéticaemitida por ésta. Las antenas verticales emiten uncampo eléctrico vertical y se dice que están polarizadasverticalmente. Las antenas horizontales tienen, por lotanto, polarización horizontal.

Para transferir la máxima potencia entre una antenatransmisora y una receptora, ambas antenas debentener la misma orientación espacial, el mismo sentido depolarización y el mismo coeficiente axial.3. ¿Qué ocurriría con el patrón de radiación y lapolarización, si se cambia la frecuencia de operación deltransmisor?Una antena ideal irradiaría toda la energía que recibe deltrasmisor en forma de ondas electromagnéticas, en lafrecuencia que recibe esa energía radio frecuenté. EnHF, y en VHF en clase de emisión banda lateral única seprefiere la polarización horizontal, y en VHF enfrecuencia modulada, la polarización vertical.4. ¿Qué le sucede al patrón de radiación en los planos Ey H, si cambiamos la distancia de la fuente de radiación?

¿Cuál es la causa de dicha variación?Los campos E y H radiados por el dipolo media ondadecrecen proporcionalmente a la distancia de la fuente.

Imágenes Laboratorio


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Tabla de datos

YAGI SIMPLE Horizontal

Angulo(Grados)

Corriente(IµA)

Resistencia(R)

Frecuencia(Fc Mhz)

Potencia(PdBm)

0 50 75 849.2 -21

10 50 75 849.5 -24

20 50 75 849 -23

30 50 75 849.2 -28

40 25 75 849.2 -33

50 15 75 849.07 -29

60 7 75 849.1 -31

70 3 75 849.18 -35

80 1.5 75 849.3 -34

90 0 75 849.1 -38

120 1 75 849.4 -38

140 7 75 849.4 -30

150 42 75 850 -33

180 50 75 849.9 -26

200 50 75 850 -25

220 50 75 849.9 -31

240 6 75 850 -34


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260 1 75 850 -43

280 0 75 850 -35

300 4 75 849.5 -34

320 20 75 849.7 -30

340 50 75 849.7 -30

360 50 75 849.5 -27

YAGI SIMPLE Vertical

Angulo(Grados)

Corriente(IµA)

Resistencia(R)

Frecuencia(Fc Mhz)

Potencia(PdBm)

0 25 75 849 -29

10 17 75 849 -27

20 12 75 848.9 -30

c30 |c 75 848.6 -32

40 8 75 848.6 -31

50 5 75 848.4 -32

60 3 75 848.2 -28

70 1 75 848.1 -31

80 1 75 848 -34

90 1 75 848 -32

120 1 75 848.8 -36

140 7 75 849.3 -31

160 20 75 849.4 -29

180 25 75 849.6 -31

200 20 75 849.3 -30

220 8 75 849.2 -34

240 3 75 849 -31

260 1 75 849 -31280 1 75 849.3 -32

300 2 75 848.8 -30

320 8 75 849.1 -30

340 12 75 849.6 -30

360 15 75 849 -30

YAGI SIMPLE Vertical Aumento distancia 110 cm

Angulo(Grados)

Corriente(IµA)

Resistencia(R)

Frecuencia (Fc Mhz)

Potencia(PdBm)

0 10 75 849.7 -2710 10 75 849.8 -25

20 9 75 849.7 -25

30 6 75 849.7 -26

40 4 75 849.7 -28

50 3 75 849..6 -26

60 1 75 849.5 -27

70 0 75 849.4 -28

80 0 75 850 -90

90 0 75 844.9 -94

120 0 75 844.9 -94

140 1 75 850 -40

160 2 75 850.1 -36

180 8 75 850.2 -27

200 9 75 850.8 -26

220 4 75 850.2 -31

240 1 75 850.1 -31

260 0 75 850.1 -38

280 0 75 850.1 -46

300 0 75 850.1 -40

320 2 75 850.1 -29

340 6 75 849.9 -32

360 10 75 849.8 -30

Imágenes en Matlab

COMANDO YAGI SIMPLE HORIZONTAL>> Z=[0:20 : 360]*pi/180;I=[50 50 25 7 1.5 0 1 7 42 50 50 50 6 1 0 4 20 50 50]*1E-6;P=I.*I*75;>>POLAR(Z,P)


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COMANDO YAGI SIMPLE VERTICAL>> Z=[0:20 : 360]*pi/180;I=[25 12 8 3 1 1 1 7 20 25 20 8 3 1 1 2 8 12 15]*1E-6;P=I.*I*75;POLAR(Z,P)

COMANDOS YAGI SIMPLE VERTICAL ( AUMENTODISTANCIA 110 cm)Z=[0:20 : 360]*pi/180;I=[10 9 4 1 0 0 0 1 2 8 9 4 1 0 0 0 2 6 10]*1E-6;P=I.*I*75;POLAR(Z,P)

Conclusiones Laboratorio 1Como conclusión creo que este tipo de antena es óptimopara lograr largos alcances ya que son muydireccionales concentrando el máximo de la señal enuna línea recta y sacando la mejor eficiencia en el envióy recibo de la información.

Laboratorio 2

El enfoque de esta práctica será la experimentación yobtención de las características de radiación de lasantenas transmisoras construyendo sus diagramaspolares. Los objetivos planteados son los siguientes:Familiarizar al estudiante con las principalespropiedades de la Antena Dipolo plegado de medialongitud de ondaMostrar mediante comparación los beneficios del uso delas Antenas dipolo plegado de media longitud de ondaDarle a conocer al estudiante el uso de los Balunes paratransformar las impedancias de ciertos tipos de Antenas

Procedimiento

En esta práctica, el estudiante trazara los diagramas deradiación de un dipolo plegado con balun. Aprenderá elsignificado de ganancia expresada en dBm y utilizaraeste concepto para calcular la ganancia del dipoloplegado

Patrón de Radiación Antena Dipolo PlegadoTenga en cuenta que el modulo didáctico tiene desajusteen los conectores, por lo tanto es necesario estaratentos a que las conexiones queden bien. Esrecomendable no sujetar los dispositivos en el momentode la medición, ni estar demasiado cerca a las antenastransmisora y receptora, ya que la presencia depersonas genera ruido en la medida.Tomaremos como frecuencia de trabajo del radiador 900

MHz, y los pasos a seguir son los siguientes:Nota: Tenga en cuenta que las mediciones que se leindican en esta secuencia de pasos que debe repetirdeben hacerse bajo las mismas condiciones del entornode la medición anterior, esto con el fin de poder realizarcomparaciones validas entre las diferentes medidas1. Mida -15Vcc en la fuente DC, apague la fuente DC yconéctela al módulo DL-2595. Asegúrese de que lapolaridad sea la correcta2. Apague la fuente DC y conecte a la base del equipodidáctico el mástil con una antena dipolo plegado3. Ajuste el detector de radiaciones EM a la misma alturadel dipolo. Tenga en cuenta que este detector trabajacon una antena dipolo plegado4. Teniendo en cuenta la longitud de onda de la señalradiada, ubique el detector de radiaciones EM a unadistancia entre 1.5 m y 2.0 m5. Verifique que la antena transmisora y receptoratengan la misma polarización6. Regúlese la atenuación del receptor a 0 y la potenciadel transmisor de manera que pueda haber unaindicación de aproximadamente el 80 % con respecto alvalor máximo de la escala7. Construya una tabla de valores para los ´ángulos de10◦, 20◦, 30◦ hasta 360◦ y la corriente medida por eldetector de radiación EM


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Si es necesario cambiar escala en el transcurso de laejecución de las mediciones, habrá que tomar en cuentael coeficiente multiplicativo introducido.

InformeCon los datos tomados en el procedimiento practicorealizar un informe que contenga lo siguiente:

Convierta los valores de corriente medidos con eldetector de radiación EM a valores de potencia, tanto enmili vatios como en dBm.Tenga en cuenta que el detector trabaja con una antenadipolo plegadoCon los datos obtenidos dibuje el patrón de radiación enmili vatios.Para esto utilice a Matlab como herramienta. Incluya elcódigo del programa utilizado para hacer estas graficas

Compare el patrón obtenido en el laboratorio con elpatrón teórico del dipolo plegado. Saque conclusiones

Determine el ángulo de apertura de la antenaDetermine las pérdidas de propagación. Compareresultados y saque

ConclusionesCon el fin de complementar el informe de laboratorio, sedeben responder las siguientes preguntas:

1. Los diagramas de radiación pueden verseligeramente asimétricos, investigue las razones paraello.La tomas de mediciones debe de ser una de lasprincipales causas de las variaciones en la diagramaciónde radiación, debido a la cantidad de datos que setomen, a la exactitud de los equipos de medición y alambiente de desarrollo de la práctica ya que los datosarrojados pueden ser alterados por obstáculos yalteraciones del ambiente.2. ¿Por qué la impedancia del dipolo plegado es

cuatro veces más elevada que la de un dipolo de λ /2? Un elemento se alimenta directamente mientras otroesta acoplado conductivamente en los extremos. Cadaelemento es de media longitud de onda de largo. Sinembargo, como la corriente puede fluir del otro lado delas orillas, hay una corriente de longitud de ondacompleta en la antena. Por ello para una misma potenciasuministrada, la corriente será la mitad del dipolo básicode media onda y la impedancia de entrada es cuatroveces más alta. La impedancia del dipolo plegado esigual a la impedancia de media onda (72Ωcomo valortípico) multiplicado por el número de cables plegados alcuadrado.3. ¿Qué significa ´´adaptación de impedanciaperfecta”? ¿Por qué es importante adaptar las

impedancias de la línea de transmisión y la antena?Finalmente, ¿qué sucede cuando una antenatransmisora no está adaptada correctamente con la líneade transmisión?

Adaptar o emparejar las impedancias, consiste en hacerque la impedancia de salida de un origen de señal, comopuede ser una fuente de alimentación o un amplificador,sea igual a la impedancia de entrada de la carga a lacual que se conecta. Esto con el fin de conseguir lamáxima transferencia de potencia y aminorar laspérdidas de potencia por reflexiones desde la carga.Este sólo aplica cuando ambos dispositivos son lineales.

La impedancia de entrada de una antena es unparámetro que determina la interacción entre la antena ylos circuitos a ella asociados. Es necesario tener controlsobre dicha impedancia si se desea la máximatransferencia de potencia entre una línea de transmisióny una antena. Al proceso de ajustar la impedancia deentrada de una antena se llama acople de impedancia.

Cuando la línea de transmisión tiene una impedancia yla antena otra muy distinta y no son acopladas apareceun efecto llamado ROE (Return of equity) en la línea,esto quiere decir que parte de la señal transmitida puedesufrir retorno o reflexión y causa pérdida de la señaldependiendo de la diferencia de impedancias.4. La utilización de un balún 4:1 mejora la ganancia deun dipolo plegado alimentado por una línea detransmisión de 75Ω. Explique el porqué La impedancia típica de una antena dipolo plegado esde 300Ω, en este caso la línea de transmisión es de75Ω. Balún proviene del término «BALanced-UNbalanced», esto quiere decir: que la entrada

balanceada conectada al primario es la antena, y elsecundario desbalanceado es la línea de coaxial al

receptor. El balance se logra debido a las característicasde las líneas de media onda, las cuales invierten latensión en sus extremos, es decir, mantiene unadiferencia de fase de 180º entre los mismos. Por logeneral, éste balún se utiliza para adaptar el dipoloplegado (presenta impedancia característica de 300Ω), yenlazarlo a una fuente emisora por intermedio de uncable coaxial de 75Ω. 5. ¿Hay alguna razón para fijar un dipolo plegado en unmástil metálico?¿Tiene alguna importancia la distancia entre la antena yel mástil?La instalación de la antena dipolo plegado a un mástilmetálico requeriría de un aislamiento entre la antena y elmástil para no provocar efecto de resonancia y a su vez

pérdida de calidad y señal.

Imágenes laboratorio


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Tabla de datos

DIPOLO PLEGADO

Angulo(Grados)

Corriente(IµA)

Resistencia(R)

Potencia(PdBm)

0 10 300 -96,5

10 5 300 -96,7

20 4 300 -96,6

30 2 300 -96,8

40 1.5 300 -96,6

50 1.5 300 -99,1

60 1 300 -99,2

70 1 300 -100,7

80 0.5 300 -99,4

90 0 300 -99,1

100 0 300 -104,9

110 1 300 -110,8

120 1 300 -102,8

130 2 300 -97,3

140 4 300 -97,9

150 6 300 -96

160 9 300 -99,1

170 9 300 -94,8

180 10 300 -95,6

190 8 300 -97,1

200 5 300 -93,7

210 2 300 -92,2220 1 300 -95,9

230 0 300 -103,3

240 0 300 -100,1

250 0 300 -107,8

260 0 300 -108,3

270 0 300 -109,2

280 0 300 -115,3

290 0 300 -121

300 0 300 -112,8

310 0 300 -113,5

320 0 300 -110,9

330 2 300 -108,7

340 4 300 -106,5

350 5 300 -100,9

360 6 300 -98,1

Analizador de espectros


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Imágenes MatlabCOMANDO DIPOLO PLEGADOZ=[0:10 : 360]*PI/180I=[10 5 4 2 1.5 1.5 1 1 0.5 0 0 1 1 2 4 6 9 9 10 8 5 2 1 0 00 0 0 0 0 0 0 0 2 4 5 6]*1E-6P=I.*I*300POLAR(Z,P)


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Conclusiones Laboratorio 2Se concluye que las características de operación de unaantena yagi con dipolo plegado no son iguales a lasantenas con un dipolo recto ya que en las figura seobserva que con un dipolo plegado el lóbulo de radiación

Es menor en el dipolo plegado

Laboratorio 3

El enfoque de esta práctica será la experimentación yobtención de las características de radiación de lasantenas transmisoras construyendo sus diagramaspolares. Los objetivos planteados son los siguientes:Familiarizar al estudiante con las principalespropiedades de la Antena YagiMostrar mediante comparación los beneficios del uso delas Antenas YagiConocer la función de los elementos reflector y directorde una antena Yagi-Ud.

ProcedimientoEn esta práctica, el estudiante trazara los diagramas deradiación de una antena Yagi-Uda. Aprenderá elsignificado de ganancia expresada en dBm y utilizaraeste concepto para calcular la ganancia de la antenaYagi Uda.

Patrón de Radiación Antena Yagi-UdaTenga en cuenta que el modulo didáctico tiene desajusteen los conectores, por lo tanto es necesario estaratentos a que las conexiones queden bien. Esrecomendable no sujetar los dispositivos en el momentode la medición, ni estar demasiado cerca a las antenastransmisora y receptora, ya que la presencia de

personas genera ruido en la medida.Tomaremos como frecuencia de trabajo del radiador 900MHz, y los pasos a seguir son los siguientes:

Nota: Tenga en cuenta que las mediciones que se leindican en esta secuencia de pasos que debe repetirdeben hacerse bajo las mismas condiciones del entornode la medición anterior, esto con el fin de poder realizarcomparaciones validas entre las diferentes medidas1. Mida -15Vcc en la fuente DC, apague la fuente DC yconéctela al módulo DL-2595. Asegúrese de que lapolaridad sea la correcta

2. Apague la fuente DC y conecte a la base del equipodidáctico el mástil con una antena Yagi-Uda3. Ajuste el detector de radiaciones EM a la misma alturade la antena Yagi-Uda. Tenga en cuenta que estedetector trabaja con una antena dipolo plegado4. Teniendo en cuenta la longitud de onda de la señalradiada, ubique el detector de radiaciones EM a una

distancia entre 1.5 m y 2.0 m5. Verifique que la antena transmisora y receptoratengan la misma polarización6. Regúlese la atenuación del receptor a 0 y la potenciadel transmisor de manera que pueda haber unaindicación de aproximadamente el 80 % con respecto alvalor máximo de la escala7. Construya una tabla de valores para los ángulos de10◦, 20◦, 30◦hasta 360◦ y la corriente medida por eldetector de radiación EMSi es necesario cambiar escala en el transcurso de laejecución de las mediciones, habrá que tomar en cuentael coeficiente multiplicativo introducido.

Informe

Con los datos tomados en el procedimiento practicorealizar un informe que contenga lo siguiente:Convierta los valores de corriente medidos con eldetector de radiación EM a valores de potencia, tanto ennano vatios como en dBm.Tenga en cuenta que el detector trabaja con una antenadipolo plegadoCon los datos obtenidos dibuje el patrón de radiación ennano vatios.Para esto utilice a Matlab como herramienta. Incluya elcódigo del programa utilizado para hacer estas graficas Compare el patrón obtenido en el laboratorio con elpatrón teórico de la antena Yagi-Uda. SaqueconclusionesDetermine el ángulo de apertura de la antena

Determine las pérdidas de propagación. Compareresultados y saque conclusionesCon el fin de complementar el informe de laboratorio, sedeben responder las siguientes preguntas:1. Explique la relación entre un dipolo plegado, unaantena de cuadros, una antena helicoidal y una antenaYagi-Uda. Esta relación entre las antenas mencionadas es ladistribución de corrientes sobre los elementos, estasantenas están fabricadas con varios elementos, dondecada elemento tiene su propia distribución de corriente.El diagrama de radiación de una antena Yagi – Udaresulta de la suma o eliminación de las distribuciones decorriente.Por ejemplo, el dipolo plegado, las distribuciones decorriente de ambos alambres paralelos se cierransumándose entre sí para mejorar el diagrama deradiación en ciertas direcciones. También que lasdistribuciones de corriente en las antenas de cuadros, endiferentes partes del cuadro y ubicadas a la mismadistancia unas de otras, se suman o eliminan paraproducir un diagrama de radiación. Por ultimo enhelicoidal, se vio que las ondas que se desplazan sesuman de un ciclo a otro de la hélice para producir undiagrama de radiación de haz.


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2. ¿En qué se diferencia la antena Yagi-Uda de los otrostres tipos de antenas mencionados en la preguntaanterior?Una antena Yagi a diferencia de las otras antenasconsiste en una antena de dipolo a la cual se le añadenunos elementos llamados "parásitos" para hacerlodireccional. Estos elementos pueden ser directores o

reflectores.3. Explique la función de cada elemento de una antenaYagi-UdaLas antenas yagi presentan dos tipos de elementos:Elementos de excitación. (Dipolo) Pueden ser activos oexcitados, estos se conectan directamente a la línea detransmisión y reciben potencia de la fuente.Elementos parásitos. No se conectan a la línea detransmisión y reciben la energía a través de la inducciónmutua. Estos elementos se clasifican en Reflectores yDirectores.Reflector. Elemento parásito más largo que el elementode excitación. Reduce la intensidad de la señal que estáen su dirección e incrementa la que está en dirección deldipolo.

Director(es). Elemento(s) parásito(s) más corto(s) quesu elemento de excitación. Incrementa(n) la intensidaddel campo en su dirección y la reduce(n) a la direccióndel reflector.4. Explique la relación entre la cantidad de elementos deuna antena Yagi y su gananciaEn las antenas de 2 a 4 elementos, la separaciónaproximada es de 0.15 a 0.2 λ, en algunos casos selogra una ganancia mayor si el segundo director esta0.25 λ del primero, y aun mayor, separando el tercero ycuarto elementos hasta un máximo de 0.4 λ. Otro factor importante es la ganancia ya que estaaumenta rápidamente con pocos elementos ylentamente para un número mayor.5. ¿Por qué el beneficio de adicionar directores en forma

gradual decrece cuando la cantidad de elementosaumenta?Con un diagrama de 2 elementos (1 director, dipolo y unreflector) la ganancia es de 5 a 7 dB, con 5 esaproximadamente de 10 dB y de 8 elementos de unos12 dB, por esta razón no se diseñan antenas Yagi demás de 12 a 15 elementos. Ya que el aumento de lareactancia de los directores al ir creciendo su númerolleva a la disminución de las amplitudes de corrientesentre ellos. Al mismo tiempo disminuye de forma bruscala amplitud de la corriente de los directores situados agran distancia del dipolo activo.

Imágenes de laboratorio


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Tabla de datos

YAGI UDA

Angulo(Grados)

Corriente(IµA)

Resistencia(R)

Potencia(PdBm)

PotenciaSalida

0 20 300 -62 60%

10 20 300 -61 60%

20 18 300 -60 60%

30 7 300 -62 60%

40 2 300 -67 60%

50 0 300 -65 60%

60 0 300 -67 60%

70 0 300 -69 60%

80 0 300 -72 60%

90 0 300 -70 60%100 0 300 -71 60%

110 0 300 -73 60%

120 0 300 -75 60%

130 0 300 -78 60%

140 0 300 -76 60%

150 0 300 -76 100%

160 3 300 -76 100%

170 2 300 -79 100%

180 5 300 -72 100%

190 4 300 -75 100%

200 2 300 -74 100%

210 0 300 -80 60%

220 0 300 -81 60%

230 0 300 -79 60%

240 0 300 -73 60%

250 0 300 -73 60%

260 0 300 -71 60%

270 0 300 -72 60%

280 0 300 -72 60%

290 0 300 -75 60%

300 0 300 -77 60%

310 0 300 -74 60%

320 3 300 -71 60%

330 11 300 -69 60%

340 20 300 -68 60%

350 28 300 -67 60%

360 28 300 -70 60%

Analizador de espectros


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Imágenes MatlabCOMANDO YAGI UDAZ=[0:10 : 360]*PI/180

I=[20 20 18 7 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3 2 5 4 2 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 3 11 20 28 28]*1E-6P=I.*I*300POLAR(Z,P)

Conclus iones Laborator io 3

Con respecto al resultado obtenido en la simulación deMATLAB las imágenes demuestran que no es una

patrón de radiación idóneo ya las condiciones en el


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laboratorio no eran las ideales para la recolección dedatos teniendo en cuenta por ejemplo: el equipo kit deantenas Lorenzo que solo es para practicas educativasy no profesional, la cantidad de estudiantes y objetosque intervenían en el lóbulo de radiación, la antena derecepción del analizador de espectros no era la ideal,entre otros.

El cálculo y posteriormente la obtención del patrón deradiación de una antena es muy importante para poderrealizar montajes, ya que el patrón de radiación indica, ladirección o direcciones en las cuales, la antena debe serorientada para poder obtener la máxima señal posible deella.

Conclus iones Totales

De las prácticas realizadas en los laboratorios, se pueden obtener las siguientes conclusiones:Las prácticas son esenciales para el aprendizaje de todaciencia, y su complemento con la teoría debe ser

fundamental para la comprensión afondo de todaasignatura.El analizador de espectros puede resultar en unaherramienta de trabajo muy poderosa cuando se estáhaciendo diseño e implementación de antenas, redesinalámbricas, y otro tipo de aplicaciones en las que setrabaje en frecuencias correspondientes a la banda deradiofrecuencia.Determinar correctamente el ancho de banda de trabajode una antena es muy necesario en el momento deutilizarla para cualquier tipo de aplicación, debido a quees necesario conocer las limitaciones del elementousado.El cálculo y posteriormente la obtención del patrón deradiación de una antena es muy importante para poder

realizar montajes o redes con la misma, ya que el patrónde radiación indica, la dirección o direcciones en lascuales, la antena debe ser orientada para poder obtenerla máxima señal posible de ella.

Modelo de Informe de Laboratorio (3)

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