ANTENA MONOPOLO
Una antena monopolo es la mitad de una antena dipolo, casi siempre montado sobre una especie de plano de tierra. El caso de un monopolo de longitud L monta sobre un infinito plano de tierra se muestra en la Figura 1 (a).
Figura 1. Monopolo por encima de un PEC (a), y la fuente equivalente en espacio libre (b).
Usando la teoría de la imagen, los campos por encima del plano de tierra se puede encontrar utilizando el equivalente fuente (antena) en el espacio libre como se muestra en la Figura 1 (b). Esto es simplemente una antena de dipolo del doble de la longitud. Los campos por encima del plano de tierra en la Figura 1 (a) son idénticos a los campos en la Figura 1 (b), que se conocen y se presenta en el dipolo. el dipolo. Los Los campos por debajo del plano de tierra en la Figura 1 (a) son cero. El patrón de radiación de los monopolos por encima de un plano de tierra también son conocidos por el resultado de dipolo. El único cambio que hay que tener en cuenta es que la impedancia de un monopolo es la mitad de la de una antena de dipolo completo. Por un monopolo de cuarto de onda , la impedancia es la mitad de la de un dipolo de media onda, por lo que . Esto se puede entender ya que sólo la mitad de la tensión se requiere requiere para conducir un
monopolo a la misma corriente como un dipolo (que de un dipolo como tener
se aplicarán en sus extremos, mientras que un monopolo sólo tiene que aplicar
entre el monopolo y la tierra para conducir la misma corriente). Desde , la
impedancia es la mitad. El directividad El directividad de una antena monopolo está directamente relacionada relaci onada con la de una antena dipolo. Si dipolo. Si la directividad de un dipolo de longitud tiene una directividad de a continuación, la directividad de una antena monopolo de longitud L tendrá una directividad de [decibelios]. Es decir, la directividad (en unidades lineales) de un monopolo es el doble de la directividad de una antena de dipolo del doble de la longitud. La razón de esto es simplemente porque no la radiación se produce por debajo del plano del suelo, por lo que la antena es realmente el doble de "directiva".
Monopolos son la mitad del tamaño de sus homólogos dipolo, y por lo tanto son atractivos cuando una antena más pequeña es necesaria. Antenas de teléfonos celulares viejos eran típicamente monopolos, con un plano de masa infinito aproximada por una pequeña placa de metal por debajo de la antena. Efectos de un avión de tamaño finito de tierra
En la práctica, los monopolos se utilizan en los planos de tierra de tamaño finito. Esto afecta a las propiedades de las antenas monopolo. La de una antena monopolo es mínimamente afectada por una placa de masa finita de tamaño de los planos de tierra de longitudes de onda por lo menos algunos en tamaño en todo el monopolo. Sin embargo, el patrón de radiación para el monopolo se encuentra fuertemente afectada por un plano de tierra de tamaño finito. El patrón de radiación resultante irradia en un "sesgada" la dirección, lejos del plano horizontal. Un ejemplo del diagrama de radiación durante un cuarto de longitud de onda monopolo antena (orientado en la dirección + z-dirección) en un plano de tierra con un diámetro de 3 longitudes de onda se muestra en la siguiente figura:
Tenga en cuenta que el patrón de radiación resultante es aún omnidireccional. Sin embargo, la dirección de máxima radiación ha cambiado desde el plano x y a un ángulo de elevación de ese plano. En general, el gran plano del suelo es, la menor esta dirección de máxima radiación, como el plano del suelo enfoques tamaño infinito, la radiación el patrón se acerca a un máximo en el plano xy.
ANTENA DIPOLO
Dipolos eléctricos Un dipolo eléctrico está normalmente constituido por dos varillas conductoras rectilíneas de igual longitud L/2 que se excitan me diante una línea de transmisión bifilar que genera una diferencia de tensión en sus bornes, provocando una distribución de corriente en las varillas, que en primera aproximación se puede considerar como la de la línea de transmisión en circuito abierto (4.1) (onda estacionaria de corriente), tal como se justificó en el Tema 1. Este modelo, si bien no es exacto, permite obtener expresiones analíticas del campo radiado, y constituye una buena aproximación para dipolos resonantes (de longitud total L próxima a media longitud de onda). Obviamente, para dipolos de longitud igual a la longitud de onda, esta expresión da un cero de corriente en su centro, que no concuerda con la realidad, tal como puede verse en la Figura 4.2, donde se presenta la distribución de corriente obtenida mediante el método de los momentos. En la Figura 4.1 se presenta la geometría del dipolo y las distribuciones de corriente para distintas longitudes con el modelo de línea de transmisión.
En el caso de dipolos cuya longitud sea muy inferior a la longitud de onda hablamos de dipolos cortos. Según el modelo de corriente de la expresión (4.1), para el dipolo corto ésta se puede aproximar por una corriente triangular como la de la Figura 4.3.a. Recordemos que la distribución de corriente del elemento eléctrico ideal analizado en el Capítulo 1, era rectangular como muestra dicha Figura 4.3.b
Ejemplo 4.1: Dipolo corto Calcule y compare la directividad y la resistencia de radiación de un dipolo corto real y un dipolo ideal de Hertz de la misma longitud. ¿Cómo se puede hacer la distribución de corriente del dipolo real más uniforme? Para calcular la directividad es necesario obtener el campo radiado en las distintas direcciones del espacio. El campo se calcula a través del potencial vector, que depende de las distribuciones de corriente para ambos casos (dipolo real y dipolo ideal, según Figura 4.3). Para facilitar los cálculos se sitúan los dipolos alineados con el eje z.
