informe de antena

OBJETIVOS

Objetivos Generales.

Se propone utilizar una antena receptora “Yagi” de 5 elementos para sintonizar en VHF el canal televisivo 57 que trabaja en una frecuencia de 729.25 MHZ

Objetivos específicos.

Utilizar el programa de realización de antenas MMANA-GAL, que permite obtener medidas y una visión en 3D del campo lejano.

Obtener materiales principal mente el aluminio, que será utilizado como los dipolos, primer director, segundo director, tercer director y el reflector.

Construir con las medidas exactas que nos proporciona el programa MMANA-GAL.

Sintonizar en la Televisión el canal 57con el menor ruido posible.

MARCO TEÓRICO.

Las antenas se basan en el principio de la radiación producida al circular una corriente eléctrica por un conductor. Esta corriente produce un campo magnético alrededor del conductor, cuyas líneas de fuerza están en ángulo recto con respecto al conductor y su dirección está determinada por la dirección de la corriente. Este campo magnético es variable y sigue las mismas ondulaciones de la corriente eléctrica de alta frecuencia que se le entrega a la antena. Cuando el transmisor entrega la señal de corriente alterna, ésta aumenta desde cero voltios hasta su máximo valor. Así al llegar al pico máximo de voltaje, la antena adquiere una carga eléctrica positiva. Esta carga produce a su alrededor un campo eléctrico. Cuando la señal de corriente alterna empieza a decrecer de su máximo valor hacia cero, el campo eléctrico también decrece. Por lo mismo se puede concluir que en una antena existen un campo eléctrico y un campo magnético simultáneos que siguen las variaciones de la señal entregada a ella, y que además son perpendiculares entre sí.

Ondas Eléctricas y Magnéticas.

ANTENAS Y SISTEMAS DE RADIO

Así resulta una radiación de energías eléctrica y magnética que se unen para formar las ondas electromagnéticas.

Las antenas poseen diferentes características con las cuales se puede medir su calidad. Las principales características que se deben tener en cuenta son : Impedancia, directividad, ganancia, polarización, y el ancho de banda.

Impedancia de una Antena

El valor de la impedancia de una antena es la resistencia que ésta presenta en su punto de conexión a la señal de corriente alterna que le llega del transmisor por la línea de transmisión. Esta impedancia debe ser igual a la impedancia de la línea de transmisión para que haya una máxima transferencia de energía.

Cuando la impedancia de la antena es de un valor diferente se utilizan bobinas o transformadores con el fin de acoplar esas impedancias.

Directividad

De acuerdo a su posición y forma, una antena irradia la energía entregada por el transmisor en una disposición específica. Esta disposición recibe el nombre de patrón de radiación o directividad. Según este parámetro, existen dos grupos de antenas: Las antenas omnidireccionales, que son las que irradian las ondas en forma casi uniforme en todas las direcciones, y las antenas direccionales, que concentran la energía en una sola dirección. Este patrón de radiación se refiere teóricamente al espacio libre sin tener en cuenta los obstáculos que pueda encontrar la señal.

Patrones de Radiación y Directividad

Ganancia

Teniendo en cuenta el patrón de radiación, se dice que una antena tiene ganancia no en el sentido que amplifica la señal recibida del transmisor, sino que la concentra hacia una sola dirección, o que hace ver como si la señal fuera emitida con una potencia mayor. Este es el caso de las antenas direccionales que dirigen sus ondas hacia un sólo sector, llegando la señal con más fuerza que si fuera emitida por una antena omnidireccional.


Para determinar la ganancia se establece la intensidad en un punto, irradiada por una antena omnidireccional sin ganancia y la intensidad de la señal emitida por la antena direccional. La relación de estas señales se utiliza para obtener los decibeles de ganancia.

Polarización

La polarización de una antena se refiere a la dirección del campo eléctrico dentro de la onda electromagnética emitida por ésta. Las antenas verticales emiten un campo eléctrico vertical y se dice que están polarizadas verticalmente. Las antenas horizontales tienen, por lo tanto, polarización horizontal.

Para que haya una buena comunicación entre dos estaciones, éstas deben tener el mismo tipo de polarización. Por ejemplo en el caso de la Banda Ciudadana, se utilizan preferiblemente las antenas verticales tanto para las estaciones fijas, como para las estaciones móviles.

Antenas Yagi-Uda

Las antenas Yagi-Uda están constituidas por varios elementos paralelos y coplanarios, directores, activos y reflectores, utilizada ampliamente en la recepción de señales televisivas. Los elementos directores dirigen el campo eléctrico, los activos radian el campo y los reflectores lo reflejan. Los elementos no activados se denominan parásitos, la antena yagi puede tener varios elementos activos y varios parásitos.

Por ejemplo para la antena yagi de tres elementos la distancia entre el reflector y el activo es de 0.15m, y entre el activo y el director es de 0.11m. Estas distancias de separación entre los elementos son las que proporcionan la óptima ganancia, ya que de otra manera los campos de los elementos interferirían destructivamente entre sí, bajando la ganancia. Como se puede observar, este diseño de antena yagi resulta ser de ancho de banda angosto, ya que el elemento dipolar está cortado a una sola frecuencia que generalmente se selecciona en la mitad del ancho de banda de los canales bajos de TV; es decir, del canal 2 al canal 6 (de 50MHz a 86 MHz). Esto resulta ser una desventaja ya que no es posible cubrir varios canales de TV con una misma ganancia seleccionada. Por tal razón se utiliza la denominada antena yagi de banda ancha, la cual puede cubrir varios canales a la vez aunque sacrificando la ganancia. Para considerar una antena yagi de banda ancha es necesario, entonces, hacer ajustes en las distancia entre los elementos para obtener, junto con el ancho de banda deseado, la ganancia óptima. Se recuerda que para un arreglo de antenas en las cuales todos los elementos van alimentados se obtiene mejor ganancia para el denominado "en línea".

PROCEDIMIENTO


A los datos que vienen por defecto en este tipo de antena se los modifico como la frecuencia, el tamaño a los directores, el reflector los dipolos. El cual se obtuvo un modelo de antena que nos sirva para poder sintonizar frecuencias en VHF-729.25 MHz

De los cálculos obtenidos con las medidas que se encuentran la imagen de arriba con una frecuencia de 729.25 MHz podemos obtener lo siguiente:

La antena quedara de la siguiente forma teniendo un largo máximo de 85 cm y teniendo una forma de onda:


Teniendo una imagen del campo lejano el cual forma un lóbulo de la siguiente forma:


Y teniendo una imagen el 3D (tercera dimencion)


Para la construcción de la antena se utilizo barras de aluminio de 4m, un pedazo de tuvo Berman, cable coaxial (1 m largo), tornillos con tuerca y arandela para el mejor fijamiento de la antena.


Las medidas de las barras de aluminio son:

1.- Reflector 21.5 cm

2.- Dipolos 2.88 cm

3.- 1er Director 17.5 cm

4.- 2do Director 16.5 cm

5.- 3er Director 15.5 cm

Las medidas entre cada elemento.

1.- Reflector y dipolo 0.065 cm

2.- Dipolo y 1er director 0.085 cm

3.- 1er director y 2do director 0.215 cm

4.- 2do director y tercer director 0.345 cm

Obteniendo algo como:


La madera se utilizo como aislante entre los dipolos, el cable coaxial se conecto a los dipolos.

CONCLUSIONES

De la práctica realizada para realizar la antena, se pueden obtener las siguientes conclusiones:

La práctica es esencial para el aprendizaje de toda ciencia, y su complemento con la teoría debe ser fundamental para la comprensión a fondo de la asignatura.


El analizador de espectros puede resultar en una herramienta de trabajo muy poderosa cuando se está haciendo diseño e implementación de antenas, redes inalámbricas, y otro tipo de aplicaciones en las que se trabaje en frecuencias correspondientes a la banda de radiofrecuencia.

Determinar correctamente el ancho de banda de trabajo de una antenta es muy necesario en el momento de utilizarla para cualquier tipo de aplicación, debido a que es necesario conocer las limitaciones del elemento usado.

El cálculo y posteriormente la obtención del patrón de radiación de una antena es muy importante para poder realizar montajes o redes con la misma, ya que el patrón de radiación indica, la dirección o direcciones en las cuales, la antena debe ser orientada para poder obtener la máxima señal posible de ella.

ANEXOS


Fig: 1

Fig:2


Fig:3

Fig:4


Fig:5

BIBLIOGRAFÍA

KRAUS, John D. Antennas. New York: McGraw Hill, 1950. 553 p.

BALANIS, Constantine A. Antenna Theory: Analisis and Design. New York: John Wiley and Sons, 1997. 941 p.

www.ejournal.unam

http://html.rincondelvago.com/fabricacion-de-antenas.html


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http://www.todoantenas.cl/tipos-de-antenas.html

http://www.wni.com.mx/index.php?option=com_content&view=article&id=62:antenassoporte&catid=31:general&Itemid=79




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