Teoría T eoría de Imágenes apli aplicada Carlos cada Santander a Antenas 2014-11-19 Antenas Quad
COS!"TA #1
Antenas
Teoría de imágenes aplicado a Antenas. $l e%ecto de las corrientes & cargas inducidas en planos de masa se pueden anali'ar sustitu&endo el plano de masa por las cargas & corrientes e(ui)alentes* utili'ando los resultados de est+tica* )alidos asimismo en campos )aria,les con el tiempo "a imagen de una carga positi)a %rente a un plano de masa es una carga negati)a situada sim+tricamente !tili'ando la ecuaci.n de continuidad* las corrientes están relacionadas con las cargas mediante
!na corriente elemental se puede sustituir por dos cargas en los e/tremos $n la gráca se pueden )er di)ersos casos de corriente & carga
"as condiciones de contorno (ue se tienen (ue cumplir en el plano metálico son
Se puede compro,ar (ue las imágenes de las corrientes & cargas se )erican dicas condiciones Ejemplo: Planos de tierra y refectores
!na Antena Quarter-a)e so,re un plano de tierra"a antena centro-alimentada del alam,re* demostrada en g 2a* tiene un plano de la simetría* 3 2* en las cuales no a& campo el+ctrico tangencial Así* con tal (ue la corriente terminal siga siendo igual* el campo en la parte superior - media - espacio sigue siendo inalterado si un plano a tierra de conductor per%ecto se pone en este plano O,ser)e (ue la mitad in%erior de la antena del alam,re sir)e como imagen para la mitad superior Si está utili'ada para la di%usi.n de A5 o como antena m.)il de microondas 6en la capota
de un autom.)il7* la altura es generalmente un cuarto de la longitud de onda $n este caso* 8l3 * & estas relaciones dan
onde está el patr.n de la intensidad de radiaci.n
Aun(ue el patr.n de radiaci.n para el plano de tierra Quarter-:a)e sea igual (ue +se para la antena centro-alimentada de media onda del alam,re* la resistencia de radiaci.n es media como muco $sto sigue del eco de (ue la supercie de la integraci.n adentro aora es mas un emis%erio (ue una es%era
ANTENAS QUAD $ste tipo de antenas 6Cu,ical Quad7 es de onda completa* igual (ue los dipolos cerrados 6do,lados7* las antenas elta "oop o triangulares* etc "a longitud del conductor es igual a 1 onda a la %recuencia de corte* la suma de las distancias de los 4 lados de,erá ser 1 onda 3 ;0< %5'* donde es la longitud del alam,re o ca,le (ue )a a constituir la antena= ;0< es la )elocidad de la lu' & %5' es la %recuencia en megaert' Curiosamente podemos o,ser)ar (ue el %actor ;0< no corresponde a los ;00*000 8mseg (ue es la real )elocidad de la lu'* pero a(uí estamos a,lando de otro medio conductor (ue altera ese %actor >ealmente se a logrado por prue,as en el campo $n la antena C?,ica de Cuadro la suma de los 4 lados de,erá ser igual a $n esta antena a& 2 puntos donde se puede insertar el ca,le coa/ial de alimentaci.n* pre)io análisis de la impedancia de la antena & del sistema (ue utilicemos para acoplarla al coa/ial $l más o,)io es al centro del lado ori'ontal in%erior* esta opci.n dará un alto promedio de radiaci.n con polari'aci.n ori'ontal Si se alimenta en el centro de cual(uiera de los lados )erticales* la polari'aci.n será )ertical
$l más o,)io es al centro del lado ori'ontal in%erior* esta opci.n dará un alto promedio de radiaci.n con polari'aci.n ori'ontal Si se alimenta en el centro de cual(uiera de los lados )erticales* la polari'aci.n será )ertical
$ntre las 2 posi,ilidades* es más ?til la primera* por(ue la ma&oría de las se@ales de pro)ienen de antenas polari'adas ori'ontalmente 6dipolos* &agis* etc7 Aun(ue cuando la se@al a re,otado en la ion.s%era )arias )eces antes de llegar a su destino* la polari'aci.n se a perdido & no pedemos decir (ue realmente sea ori'ontal o )ertical Todos los sistemas (ue utili'an una onda completa* tienen una impedancia superior a los 200 oms* te.ricamente de,ería ser de ;00 oms* pero raramente encontramos ese )alor en otra antena (ue no sea un dipolo cerrado Si le agregamos un elemento reBector o director* ese )alor ,aa más* digamos cerca de los 100 oms Dara acercarnos lo más posi,le a esos 100 oms* de,emos utili'ar un sistema de acoplamiento &a (ue nuestro ca,le coa/ial será de E0 oms 6>FG o >FEG7 Si utili'amos >F11* >FE9 o >F< 6todos de HE oms7* nos )amos a acercar a la impedancia real de la antena Dara austar el sistema a la %recuencia de resonancia deseada* la meor %orma es utili'ar un puente generador de ruido (ue produce una se@al de ruido general (ue se e/tiende por todo el espectro 6o parte de el7 & luego con la antena conectada al generador & este al receptor se encuentra un mínimo de ruido 6notc7 (ue indica la %recuencia e/acta de resonancia medida en el dial del receptor o en el displa& en el caso de los digitales Tam,i+n nos dá una lectura apro/imada de la impedancia (ue el sistema tiene en el punto donde está conectado el instrumento Como todas las antenas* la altura es un %actor para denir el patr.n de radiaci.n $n el caso de las antenas de cuadro & las triangulares* ese %actor no altera muco el ángulo de radiaci.n* (ue seguirá siendo mu& ,ao & e/celente para el en el caso de antenas para % & tam,i+n mu& ,ueno para antenas en JK & !JK Como a todos los radiadores* si se le acerca un elemento de la misma dimensi.n o un poco más corto o más largo a cierta distancia & en plano paralelo* se %ormará un sistema radiador direccional
Si el elemento es un 4L más corto se %orma un director & la se@al tendrá un patr.n de radiaci.n con un l.,ulo de más intensidad acia el %rente Si en cam,io es un EL más grande* se %ormará un reBector & el patr.n de radiaci.n será a 90M & el l.,ulo será más intenso a 90M del radiador
"as %.rmulas & los )alores (ue a(uí anotamos dan n?meros apro/imados* esos n?meros se )en a%ectados por los o,etos cercanos a la antena 6torres* otras antenas* etc7 & por la altura so,re el piso $n cada caso es desea,le iniciar prue,as deando un margen para poder reducir las dimensiones de la antena al acer los austes "a %.rmula para calcular cada lado del radiador esN " 3 H<E %5J' Dara el reBector seríaN > 3 G0; %5J' Dara el director seríaN 3 H;E %5J' "a distancia entre los elementos puede ser cual(uiera entre 011 de onda (ue sería ,uena para un director & asta 02E de onda para un reBector "a distancia entre los elementos a%ecta seriamente la impedancia de la antena en el punto de alimentaci.n & tam,i+n la ganancia & directi)idad 6%rente-espalda7 "a irecti)idad de una antena Quad se a%ecta en ,enecio si el reBector se aterri'a* )er el n?mero E< de "a antena se puede disponer en %orma de rom,o & en
ese caso el patr.n de radiaci.n se )e a%ectado teniendo las 2 polaridadesN ori'ontal & )ertical acentuadas* dependiendo de si se alimenta en el )+rtice in%erior o en alguno de los laterales
>e%erencias -
ttpN:::,andasaltascomarlesAntenasL20CuadL20Cu,icapd% ttpN:::radiocomunicacionesnetteoria-antenastml ttpN:::antenna-teor&comspanisantennasmonopolepp ttpN:::salleurledusemipresenciale,oo8se,oo8se,oo8teoriaantenas pd%
