Paper Dipolo

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Caracas, 30 de Octubre de 2011

Extracto — El presente documento trata el funcionamiento de

una antena dipolo así como el modo de propagación de las ondas

electromagneticas.

Palabras clave — Antenas, dipolo, propagación, reflexión,

refracción, impedancia, Ganancia, polarización.

I. I NTRODUCCIÓN

¿Qué es una antena? Es un sistema conductor metálicocapaz de radiar y recibir ondas E.M. del espacio, que adaptanondas guiadas, desde conductores o guías al espacio libre.

Figura 1. Tipos de antenas

II.DIPOLO

Dipolo Simple, de forma general, llamamos dipolo alelemento principal de la antena, al que irradia las ondas. Estetipo de antenas es la más sencilla que existe y la más fácil defabricar.

Fig. 2 Dipolo Simple

Es un cable o elemento conductor partido por la mitad al quese conecta el cable coaxial que llega del transmisor. Lalongitud de onda es la magnitud fundamental en laconstrucción de las antenas.

Aquí tienes el motivo. El dipolo o cable conductor tieneque medir la mitad de la longitud de onda de la frecuenciaen la que queremos transmitir.

La longitud de onda se obtiene dividiendo la velocidad dela luz entre la frecuencia. Como este dipolo es la mitad de lalongitud de onda, podemos dejar la fórmula de esta manera

para calcular una antena dipolo de 20 Mhz:

Longitud dipolo = 142,5 / F (en Megahercios) (1)L = 142,5 / 20 Mhz = 7,125 metros

Los 7 metros son el largo total del dipolo. Ahora, lotendremos que dividir a la mitad y conectar cada parte a unode los dos extremos del cable coaxial que llega del transmisorel negativo y el positivo.

Fig. 3 Dipolo Vertical para FM

Este tipo de antenas de dipolo simple se pueden usar paratransmisiones de HF que son comunicaciones de largadistancia. También se usan antenas de dipolo simple paraemisoras de FM. En este caso, al ser frecuencias muysuperiores, se emplean dipolos mucho más pequeños. En vezde media onda, son de un cuarto. Los dipolos de una FM,dependiendo de su frecuencia, tienen un tamaño aproximadode un metro.

Dipolos – Modos de Propagación

García Rafael, Mendoza Robilmer, Gutierrez Naudi Ing. De Telecomunicaciones, UNEFA Caracas, Venezuela.

[email protected] [email protected] [email protected]

mailto:[email protected]









Las antenas dipolo para las FM o comunicaciones conWalkie-Talkie se pueden comprar ajustadas a una determinadafrecuencia o multibanda que sirva para todas las bandas.También existen las sintonizables, donde los dipolos vienencon un sistema de tornillos que permite ajustarlas a lafrecuencia de nuestro equipo.

Dipolo Elemental , Un dipolo elemental es una pequeñalongitud de conductor (pequeña comparada con la longitudde onda ). En la cual circula una corriente alterna.

Fig.4 Dipolo Elemental

En la cual es la pulsación (y la frecuencia).es, como de costumbre . Esta notación, utilizandonúmeros complejos es la misma que la utilizada cuando setrabaja con impedancias.

Hay que notar que este tipo de dipolos elemental no puede

fabricarse prácticamente. Es preciso que la corriente que loatraviesa venga de algún lado y salga a otro lado. En realidadeste segmento de conductor no será más que uno de losmuchos en los cuales se puede dividir una antena real para

poderla calcularla. El interés es que el campo eléctrico lejanode la onda electromagnética radiada por ese pedacito de

conductor es calculable fácilmente.

Aquí,

es la permitividad del vacío.es la velocidad de la luz en el vacío.es la distancia entre el dipolo y el punto donde está

evaluado .

es el número de onda

El campo eléctrico lejano de la onda electromagnétices coplanario con el conductor y perpendicular a la línea qulos une. Si imaginamos el dipolo en el centro de una esfera alineado con el eje norte-sur, el campo eléctrico lejano tiene ldirección de los meridianos y el campo magnético lejano tienla dirección de los paralelos.

Dipolo Corto, Un dipolo corto es un dipolo realizabl prácticamente formado por dos conductores de longitud tot

muy pequeña comparada a la longitud de onda . Los doconductores están alimentados en el centro del dipolo (vedibujo). Esta vez se toma como hipótesis que la corriente emáxima en el centro del dipolo (en donde está alimentada) que decae linealmente hacia cero a las extremidades ddipolo. Hay que notar que la corriente circula en la mismdirección en los dos brazos del dipolo: hacia la derecha en lodos o hacia la izquierda en los dos.

El campo lejano de la onda electromagnética radiad por este dipolo es:

Fig.5 Dipolo Corto

Dipolo de Media Onda, Un dipolo es una antena formad por dos conductores de longitud total igual a la mitad de unlongitud de onda. Hay que señalar que esa longitud de ntiene nada de remarcable eléctricamente. La impedancia de lantena no corresponde ni a un máximo ni a un mínimoTampoco es real, aunque por una longitud próxima (hacia ) l

parte imaginaria pasa por cero. Hay que reconocer que l

única particularidad de esa longitud es que las fórmulatrigonométricas se simplifican como por milagro, aunque sí ecierto que presenta un diagrama de radiación bastantuniforme en comparación con otras longitudes.

En el caso del dipolo se toma como hipótesis que amplitud de la corriente a lo largo del dipolo tiene una formsinusoidal:




Fig.6 Dipolo de media onda

III. GANANCIA DE UN DIPOLO

La ganancia de una antena es la relación (cociente) de potencias por unidad de superficie, entre una antena dada yuna antena isótropa que se toma como referencia, ambasalimentadas con la misma potencia:

Fig.7 Ganancia de un Dipolo

IV. ANCHO DE BANDA DE UN DIPOLO

Potencia normalizada de un dipolo de media longitud deonda, donde se demuestra la relativa banda estrecha de undipolo. Se observa que el ancho de banda es deaproximadamente un 15%, y por tanto podemos afirmar queun dipolo es de banda estrecha. Para llegar a esta afirmación,nos basamos en la fórmula de la potencia del dipolo de mediaonda:

donde,

Así, igualando a uno la relación entre longitud de onda y lalongitud de la antena y variando dicha relación, obtenemos elgráfico de distribución de potencia de un dipolo en relación ala frecuencia de trabajo.

Fig. 8 Distribución de Potencia de un Dipolo

V. IMPEDANCIA DE UN DIPOLO

La impedancia nominal de un dipolo es de 73 ohmios. Si

embargo, en un dipolo real situado a una cierta distancia desuelo la impedancia varía considerablemente. Este efecto ntiene demasiada importancia si se puede aceptar una ROmáxima en la línea de transmisión de 2:1.

Si se quiere anular esta ROE sólo podemos hacerl

variando la altura del dipolo. Cuanto más alto se encuentra edipolo respecto a tierra, menor es la variación de impedancia más se aproxima al valor nominal de 73 ohmios. Un dipolcolocado a una altura de 3/8 de la longitud de onda tendrá unimpedancia de 81 ohmios aproximadamente.

Conectándolo a una línea de 75 ohmios, la ROE será 81/7

o sea 1,08:1, que es muy pequeña. Si el dipolo se encuentra más de media longitud de onda de altura sobre el suelo a lfrecuencia de trabajo, la ROE que habrá en la línea serinsignificante.

En frecuencias bajas, donde la longitud de onda es grandesí que resulta importante la altura a la que se coloca el dipoloSupongamos un dipolo en la banda de 80 metros de loradioaficionados (3,5 a 38 MHz), media longitud de onda so40 metros, altura que es muy difícil de lograr en la mayoría dlos casos. Si colocamos el dipolo a 1/5 de longitud de ondaveremos que la impedancia del dipolo es de unos 50 ohmios

por lo tanto, si el dipolo anterior se coloca a 16 metros y salimenta con una línea de 52 ohmios exisitrá un acoplamient

perfecto.

En cualquier caso (excepto el mencionado anteriormentealimentando un dipolo con una línea de 52 ohmios habrá quaceptar una ROE de 1,5:1 aproximadamente. Ademáconviene evitar las alturas comprendidas entre un poco más d1/4 y un poco menos de 1/2 de longitud de onda. Como normgeneral, un dipolo no debe montarse a alturas inferiores a 1/de longitud de onda, ya que la impedancia baja murápidamente y como veremos en el apartado siguiente sfuncionamiento se vuelve totalmente inútil.




VI. RADIACIÓN DE UN DIPOLO

La radiación de un dipolo en el espacio libre es tal como seindica en la figura 4; en un plano perpendicular a la direccióndel hilo del dipolo. Radia exactamente igual en todas

direcciones: mientras que en el plano del dipolo radia con unmáximo en la dirección perpendicular al hilo y un mínimo enla dirección del hilo. O sea que el dipolo es ligeramentedirectivo tiene una ganancia respecto a una antena isotrápicade 2,3 dB en direcciones perpendiculares al hilo del dipolo. Aefectos prácticos puede decirse que el dipolo esomnidíreccional, excepto para direcciones hacia las puntas omuy próximas a ellas.

Fig.9 Radiación de un Dipolo

VII. PROPAGACIÓN

Una antena elemental no es más que un conductor, con unextremo conectado a tierra, que permite liberar en forma deondas electromagnéticas una oscilación eléctrica (figura 4).Mediante un generador de corriente alterna (corriente variablecon el tiempo) a una frecuencia mayor de 100.000 veces por segundo, la antena es recorrida durante un semiciclo por unacorriente en sentido ascendente y en sentido descendentedurante el otro semiciclo. Este movimiento que se repite a una

frecuencia de varios cientos o miles de kiiohercios hace vibrar la antena dando lugar a la emisión de ondas.

Fig.10 emisión de ondas electromagnéticas.

TRANSMISION DE ONDAS ELECTROMAGNETICAS

Una onda electromagnética procedente de una antenaemisora se expande en todas direcciones según un frente de

propagación en forma de esfera; en dos direcciones principalmente, una la terrestre, que avanza sobre la superficie

de la Tierra en dos direcciones y otra, la espacial, que sigue elcamino de las capas altas de la atmósfera. En los dos apartadode la figura 7 se ilustra, de forma resumida, los tipos de

propagación mencionados y a continuación veremos losdiferentes casos que pueden darse en la práctica.

Fig.11 Tipos de ondas. (a)Espaciales. (b)Terrestres

Todas las ondas tienen su razón de ser en cuanto a su formde propagación. Cuando la onda avanza sobre la superficie dla Tierra (onda terrestre) encuentra continuamente obstáculoque se oponen a su paso, árboles' edificios, montañas, etc. quvan restándole energía a medida que esta señal se aleja de

punto de origen. Si la frecuencia de propagación es mugrande querrá decir que presenta un valor más bajo cuant

más lejos se encuentra la emisora, cada vez será mayor l pérdida o amortiguamiento de la señal debido al poder dabsorción del medio de propagación. Así, cuando lafrecuencias de las ondas son del orden de los megahercios, ldistancia de propagación se reduce a algunas decenas dkilómetros; es el caso, por ejemplo, de la propagación de laseñales de frecuencia modulada y de televisión.

Otro posible camino de propagación de las ondas es aquéque se dirige por encima de la antena, en su vertical y con undeterminado ángulo respecto de ésta, que sea suficiente parque los frentes de onda no se orienten hacia la superficie sinque tiendan a alejarse de ella; son las ondas espacíales.

1.- ONDAS TERRESTRES

Las ondas terrestres son aquellas que se propagan sobre lsuperficie de la Tierra o muy cerca de ella. La figura 1representa las formas de propagación en estas condicionesEsta tiene lugar de dos modos diferentes, uno directo, desde lantena emisora hasta el receptor, y otro reflejado sobre lsuperficie de la Tierra o los obstáculos que encuentra en scamino.




Fig.12 Propagación de Ondas Terrestres

La onda superficiales guiada, por decirlo de alguna manera,sobre la superficie de la Tierra siguiendo su curvatura y si laTierra fuese un conductor perfecto la transmisión alcanzaríadistancias enormes, pero no ocurre así. Se inducen tensionesentre las ondas y el suelo que dan lugar a una cierta pérdida de

energía que, como hemos dicho, provoca una atenuación o pérdida de la energía de propagación de la onda y, con ello,acortan en gran medida la distancia útil a la que es capaz dellegar la señal radiada por la antena del emisor.

En la propagación tiene una gran importancia la frecuenciade la señal, las ondas de alta frecuencia son atenuadas másrápidamente que las ondas de frecuencias más bajas.

Para la propagación directa de las ondas tiene unaimportancia considerable la altura de las antenas. En losalrededores de las ciudades estamos acostumbrados a ver

antenas que se elevan más de un centenar de metros, losreemisores para las emisoras de radio y televisión se levantana grandes alturas, sobre los montículos dominantes de laorografía del terreno que se desee cubrir con la señal, lo cualcondiciona la longitud de onda y el alcance directo de laemisión.

Cuando las antenas emisora y receptora están a la vista, laseñal que recibe esta última no es única, sino que es laresultante de dos ondas, la onda directa y la reflejada. Ambasse encuentran y se suman, de tal modo que la onda resultante

puede quedar reforzada o disminuida según que dichas señaleslleguen en fase o en oposición de fase.

Cuando una onda llega a tierra, su frente se refleja y seinvierte su fase, sufre un defase de 180 ° con relación a laonda que sale de la antena y cuando la distancia entre antenases corta y quedan casi a la misma altura del suelo,

prácticamente se considera idéntica la longitud recorrida por las dos ondas y se anula en la antena receptora. Estarántambién en fase cuando la señal reflejada llegue a la antenareceptora un múltiplo impar de una semionda y, en cambio,también estarán en oposición de fase cuando la señal reflejadallegue al punto receptor un múltiplo par de la semionda.

Entre las dos posiciones extremas (que las ondas estén efase o en oposición de fase) pueden darse todos los casointermedios, así la interacción entre las ondas directa reflejada puede dar lugar a señales que irán desde un valomáximo a un valor mínimo.

En la práctica se procurará adecuar la longitud, la altura dla antena receptora y la situación de ésta con relación a ldirección de propagación, para que ésta sea directa y evitanden lo posible la interposición de obstáculos entre emisor receptor.

Si la distancia entre antenas es mayor que la máximdistancia visual, teóricamente no debería recibirse señal en lantena receptora, pero como se ha expuesto antes, las ondaterrestres se difractan sobre la superficie contorneando loobstáculos. Las ondas sonoras, son de baja frecuencia y rodeacon facilidad los grandes obstáculos, pero no sucede lo mism

con las ondas electromagnéticas en donde la difracción es má pequeña.

Durante el día, la mayor parte de las transmisiones tienelugar basándose en la propagación de las ondas superficiale

pero los mejores resultados se consiguen con frecuencimedias y bajas puesto que las frecuencias elevadas sufren unatenuación mucho mayor.

La tierra es un gran absorbente de ondas sonoras debido a lresistencia que aquélla opone a las mismas, pero cuandaumenta el grado de humedad también lo hace lconductividad y ello favorece la propagación. Sucede est

porque la humedad propicia la conductividad eléctricRecuerde, por ejemplo, que la descarga de los pararrayos sólera efectiva cuando la zona de tierra hacia la que se llevaba econductor de bajada estaba suficientemente húmeda com

para ofrecer una resistencia mínima.

Algo similar sucede con las ondas electromagnéticasuperficiales: la conductividad es tanto mayor cuanto máhúmedo está el terreno, asimismo es mucho mayor a través demar que sobre tierra firme. Este es uno de los motivos por loque las emisoras situadas junto al mar aumentan en gramedida su alcance cuando dirigen sus emisiones en estdirección. Por un lado el agua favorece la conductividad y po

otro la ausencia de obstáculos físicos permite a la ondsuperficial adaptarse al máximo a la curvatura terrestre. Esttipo de emisora de cara al mar se dedica, sobre todo, comunicaciones sobre este medio, dirigidas a los barcos, coondas largas que llegan a distancias difíciles de alcanzar coondas directas o reflejadas. La banda de frecuencia llega de 1a 300 kHz, lo que supone una longitud de onda a partir d1.000 m en adelante.

Por las especiales condiciones de propagación se utiliza poco con fines comerciales y su interés reside en aprovechalas ondas superficiales sobre el mar, donde la onda se atenú




muy poco y se alcanzan distancias de hasta 1.500 km. Estasseñales son muy estables y no sufren variaciones diurnas niestacionases.

Tal como va aumentando la frecuencia, desde 300 kHz hasta3 M Hz, la distancia alcanzada apenas es superior a los 300

km y ello con potencias de emisión considerables y siempreque se mantengan unas condiciones ideales de propagaciónsobre la superficie terrestre por la que discurren.

A partir de 3 MHz, la onda terrestre sufre una atenuación tangrande que no es utilizable para distancias superiores a 30 km,lo que fija el límite de su empleo en la práctica, debiendoemplearse otros métodos de propagación para frecuenciasmayores a distancias importantes.

2.- O

NDAS ESPACIALES

Este tipo de ondas corresponde al que se proyecta desde la

antena hacia el firmamento sin llegar a las proximidades de lasuperficie.

A su vez, las ondas espaciales pueden clasificarse en otrosdos tipos, ondas troposféricas y ondas ionosféricas.

Las primeras se propagan por zonas cercanas a la superficie,hasta 10 km aproximadamente, mientras que las segundas lohacen por encima de esta altura hasta llegar a 500 km, en lazona conocida como ionosfera.

Con estas últimas pretendemos desviar la trayectoria de lasondas electromagnéticas haciéndolas regresar de nuevo a la

superficie de la Tierra en un lugar muy alejado del punto deemisión.

VIII.PROPAGACIÓN DE ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS EN LA ANTENAS OMNIDIRECCIONALES

No hay que olvidar que una antena omnidireccíonal emiteondas electromagnéticas hacia todas las direcciones posiblesdel espacio. Así pues, la recepción puede llegar por medio deuna onda directa, por una onda reflejada sobre la superficie dela Tierra, por una onda troposférica, por un onda reflejada enla ionosfera, por una onda refractada en la ionosfera o por unarefracción múltiple en varias capas de ésta.

Fig.13 Cuadrante del plano que representa la apropagación

de las ondas electromagnéticas sobre la ionosfera. Las tres

zonas estudiadas son las reflexión, refracción y cruce.

Observe la figura 13, donde hemos representado de formesquemática las tres zonas de propagación de las ondas sobrla ionosfera. Si el ángulo de propagación igual o inferior a balas ondas se reflejan todas. Si aumenta ángulo de propagacióhasta llegar a bb, entre bb y ba las ondas se retractan. Parángulos mayores, hasta llegar a la vertical de la antena, laondas electromagnéticas cruzan la ionosfera.

Fig.14 Las ondas electromagnéticas se dirigen hacia

todas las direcciones del espacio salvo cuando la antena es de

un tipo especial que las orienta hacia una dirección

determinada.

En realidad, como las ondas siguen una propagación etodas direcciones, el diagrama en sección de la figura 1debería extenderse en los dos cuadrantes de espacio (figur14).




INFLUENCIA DE LA FRECUENCIA SOBRE LA PROPAGACIÓN EN LA ÍONOSFERA

El otro condicionante de la propagación de ondaselectromagnéticas en la ionosfera lo constituye la frecuencia aque se propagan éstas, además de la energía con que son

emitidas.

Fig.15 La onda electromagnética con una frecuencia f1,

suficientemente grande, es capaz de atravesar la capa de íonosfera. Las

frecuencias bajas (f3) sólo pueden reflejarse y las frecuencias medias (f2) se

introducen en parte dentro de la ionosfera sufriendo una refracción sin

cruzar totalmente la capa.

Una onda de baja frecuencia puede llegar a la ionosfera ysufrir una reflexión siempre que el ángulo con que llegue a la

ionosfera se lo permita. Si la frecuencia va en aumento, laonda llega a refractarse en la ionosfera, y seguirá haciéndolohasta llegar a un valor suficientemente elevado que le permitaatravesar la capa ionizada que encuentre primero y seguir elcamino hacia capas superiores (figura 15).

Durante el día el alcance es menor porque las capas estánmás cerca de la Tierra. Al llegar la noche, las capas ionizadasse alejan de la superficie y para iguales frecuencias de

propagación el alcance es mayor.

La propagación a frecuencias elevadas puede llegar aatravesar las capas ionizadas más bajas hasta llegar a la últimade ellas, la F2, siempre que el ángulo con que incida en ella lo

permita. Para las altas frecuencias, la ionosfera tiene un poder de absorción mucho menor que para las bajas frecuencias yello permite aprovechar mejor la señal pero sin llegar asobrepasar el ángulo de propagación correspondiente a estasfrecuencias para, al menos, la última capa.

Fig.16 Cuando aumenta la frecuencia de propagacíón

también lo hace la máxima distancia a la que puede llegar el emisor. Durante las horas de sol y debido a la mayor ionizacíón

se alcanzan distancias mucho mayores.

Como la cantidad de energía absorbida por la ionosfera etanto mayor cuanto mayor es la distancia a recorrer por londa, y las frecuencias a utilizar por el emisor dependen de ldistancia a que se encuentra la ionosfera; existen varios tipode gráficos en función de estos parámetros. Así, el gráfico dla figura 21 señala la relación existente entre las máximafrecuencias utilizables según la hora del día, y la distancia quse pretende alcanzar con una determinada frecuencia d

propagación.

Durante el día la ionosfera está reforzada y con ello ealcance es mucho mayor. Observe en la figura 16 linfluencia que tiene la salida del sol y cómo aumenta ldistancia máxima que se alcanza hasta llegar a las horacentrales del día, para disminuir gradualmente por la tarde llegar a un mínimo por la noche en las horas cercanas a lsalida del sol. Igualmente existen tablas en función de lestación meteorológica ya que de ellas depende la distancidel sol y la inclinación con que se reciben los rayos solares.

Estas tablas y otras similares permiten a los organismooficiales de cada país fijar las frecuencias de emisión dentr

de la transmisión de ondas electromagnéticas, procurando quno existan interferencias con las señales emitidas en otro

países, de ahí que sea necesario tener en cuenta todas estacaracterísticas de propagación.




CASOS PARTICULARES DE LA PROPAGACION

En la propagación de las ondas electromagnéticas a través dela ionosfera puede suceder que éstas no sigan una solareflexión o refracción sino que sean varias las veces que las

ondas acuden a la ionosfera para alcanzar distancias másalejadas del punto de emisión. Veamos a continuación los doscasos más importantes que pueden presentarse.

1.- Reflexiones múltiples

Si la energía con que la antena radia una ondaelectromagnética es suficiente para compensar las pérdidas por absorción de la Tierra y de la propia ionosfera, las ondas

pueden alcanzar teóricamente cualquier punto de la superficie por sucesivas reflexiones.

Fig.17 La onda electromagnética procedente del

punto A llega al punto E después de sufrir dos

refracciones en la primera capa de la ionosfera..

La onda procedente del punto A (figura 17) rebota al llegar ala ionosfera y regresa a la superficie de la Tierra en el punto C,incidiendo con un ángulo suficiente para rebotar y desviarsede nuevo hacia la ionosfera, en la que se refleja, para llegar al

punto D y después de un nuevo rebote en éste y en la ionosferallega finalmente al punto E.

Este proceso parece ser que se repite indefinidamente perono es así, en la práctica, la ionosfera tiene un gran poder de

absorción de la energía contenida en la onda, y teniendo encuenta que la superficie de la Tierra no es como la de unespejo, en cada reflexión disminuye la amplitud de la señal,con lo que ésta se anula prácticamente después de unas pocasreflexiones.

A ser posible, se procura que la onda sufra el menor númerode reflexiones y siempre que esto sucede se procura tener encuenta el mínimo de reflexiones necesarias para alcanzar el

punto de destino cuando no sea factible emplear otros mediosde propagación.

1.- Refracciones múltiples

Si la onda electromagnética incide en la ionosfera con uángulo mayor que el de reflexión ya no se refleja sino qu

penetra en la misma y puede retractarse, para retroceder

tierra, o atravesar la capa ionizada y seguir su camino hacicapas superiores.

En el primer caso, si se refracta o regresa a la superficie dla Tierra, puede rebotar en la misma y llegar de nuevo a lionosfera para sufrir una nueva refracción. Para que estsuceda, la frecuencia de la onda electromagnética debe ser ladecuada en función del ángulo de propagación.

Fig.18 Trayectoria que sigue una onda

electromagnética que atraviesa sucesívamente las capas

E, F1, se retracta en F2, y cruza de nuevo F1 y E hasta

regresar a tierra.

El alcance obtenido con una refracción no es el mismo ésta tiene lugar en las primeras capas ionizadas o en la últimaUna refracción en la capa F2 alcanzará mayores distancias qu

si ésta tiene lugar en la capa F1 o en la E, teniendo en cuentque las capas superiores de la ionosfera intervienen solament para las ondas cortas, es decir, para aquellas cuya frecuencies elevada.

Así, en la figura 28 puede verse como una onda que regresa la Tierra después de retractarse en la capa F2 sufre dierefracciones: dos al atravesar la capa E, dos al atravesar lcapa F1, dos al retractarse en F2 (una al entrar y otra al salir dla capa), otras dos al atravesar de nuevo F1 y, finalmente, lados restantes al pasar por E. Como en cada refracción s

pierde parte de la energía de la onda, puede suponerse que l




amplitud con que llega la onda al punto B se verá muyreducida respecto a la que poseía inicialmente esta radiaciónen el punto A.

INCONVENIENTES PARA LA PROPAGACIONDE LAS ONDAS ELECTROMAGNETICAS

Desvanecimiento (fading).

El fenómeno más conocido dentro de las perturbaciones es eldesvanecimiento y es el que ocasiona variaciones en laintensidad de la señal captada en la antena aunque semantenga constante la intensidad de la señal en la emisora.

Desvanecimiento por cambios en la ionosfera.

No influye solamente la trayectoria seguida por la onda en el

desvanecimiento, antes ya hemos dicho que las diferentescapas de la ionosfera no son estables ni se mantienen siemprea la misma altura, la ionización es cambiante en cadamomento y en cada lugar, por ello, aunque se tengan bientrazadas las cartas de propagación pueden aparecer esporádicamente los efectos del desvanecimiento.

El desvanecimiento puede ser total si se anula la suma detodas las señales recibidas en un punto, hecho que sucede, por ejemplo, cuando las señales que sufren dos o más reflexioneso refracciones están en oposición de fase y tienen la mismamagnitud que la señal que llega al receptor con una solareflexión.

Este fenómeno presenta menos problemas cuando a laantena receptora llega una onda directa, en este caso, aunquelleguen otras ondas reflejadas en oposición de fase, solamente

producirían una ligera disminución en la señal, un pequeñodesvanecimento, con lo que la recepción apenas se veríaafectada.

La señal puede aumentar su energía cuando las diferentesondas que llegan al receptor están en fase, entonces la suma detodas ellas refuerza el valor que llega al receptor, lo que setraduce en un aumento de la potencia sonora. De todos modos,tampoco se mantienen indefinidamente estas condiciones,

dando lugar a cambios más o menos importantes, afluctuaciones que condicionen la cantidad de energía recibiday, en definitiva, a un desvanecimiento de la señal.

Mientras duran las tormentas ionosféricas es incierto elalcance de una transmisión por radio y especialmente de nochees fácilmente comprobable un desvanecimiento fluctuante quedura algunos minutos, durante los cuales desaparece larecepción y reaparece después.

Una solución al desvanecimiento

Con el fin de evitar este problema, cuando interese mantenela recepción constantemente, se recurre a disponer variaantenas equidistantes separadas una cierta distancia

conectadas al mismo receptor, así siempre estará alguna dellas en condiciones de recibir una señal adecuada aunquexista un cierto desvanecimiento en las otras. El receptor s

preparará de modo que a la entrada llegue solamente la señamás potente de todas.

Ruidos atmosféricos

La antena receptora capta no solamente las señale procedentes de las emisoras sino todo tipo de señalcomprendidas dentro de la gama de frecuencias para las que eútil la antena. Por ello, los ruidos que se producen en latmósfera también pueden llegar a perjudicar la recepción d

la señal.

Conocemos como ruidos atmosféricos las perturbacioneque tienen lugar en la atmósfera y que producen ondas dfrecuencias comprendidas dentro de la gama de radio. Tal ecaso de las tormentas con descargas eléctricas a las questamos acostumbrados en las epocas estivales. Los receptorereciben con mayor potencia los ruidos procedentes dtormentas locales pero también pueden recoger la influencide tormentas que tienen lugar a distancias mucho máelevadas debido a que, como cualquier tipo de ondas, puedeutilizar la ionosfera como medio de propagación y con ellaumentar el alcance de la perturbación.

Estos ruidos atmosféricos provienen principalmente dtormentas locales durante el día, debido a que las ondaespaciales sufren una fuerte atenuación durante las horas dsol. Por la noche, la captación de ruido atmosférico es muchmayor. De todos modos, en el espectro de las ondas cortas, loruidos son captados a distancias mayores aunque el nivel druido sea menor dado que, por la propia naturaleza de éste, ede una frecuencia más baja.

Ruidos industriales

Las fuentes productoras de ruido eléctrico son muy variada

al accionar los interruptores, al poner en marcha la maquinillde afeitar, molinillo, secador de cabello y, en general, lomotores de escobilla, etc. En realidad, cualquier aparato qu

produzca una chispa puede llegar a entorpecer o interrumpir lrecepción.

Los parásitos producidos en los diferentes aparatos eléctricollegan a los receptores por la red, que es el medio d

propagación más frecuente o también lo hacen por la antena sestá próxima y es capaz de recoger estas frecuencias.




Como la perturbación puede ser continua o intermitente,incluso de frecuencias diferentes, según sea el origen de lamisma, es prácticamente imposible suprimirla totalmentesalvo que se coloquen los dispositivos adecuados en cadaaparato (filtros en serie con la alimentación) de manera queviertan a la red el menor número posible de perturbación. Si

no puede ser, podemos actuar sobre los receptores desde dosmétodos diferentes: colocando filtros a la entrada ylimitadores o bien empleando antenas con la mejor orientación

posible hacia la dirección en la que se reciben las ondaselectromagnéticas.

IX. EJERCICIO

Considere el dipolo eléctrico mostrado en lafigura. Demuestre que el campo ejercido en un

punto distante a lo largo del eje x es:

Ex=4keqa/x3

X.CONCLUSIONES

[1] El funcionamiento básico de un dipolo es importante amomento de poder entender cómo funcionan las antenade forma general, de esta forma se pueden entender lo

parámetros que influyen en el funcionamiento así como linterpretación de los patrones.

La propagación es la forma en que una onda puede llegadesde un lugar a otro por lo tanto el conocer cómo scomporta una onda cuando viaja en el espacio y sabeidentificar qué tipo de onda representa es importante amomento de realizar estudios de propagación en laantenas.

[2] Existen diversos tipos de dipolos que pueden ir de los másimples a los más complejos es importante definir lafunciones que se necesitan en una antena para de estforma saber identificar que antena debemos usar.

Las condiciones ambientales y de forma de la tierra sofactores importantes que influyen directamente en l

propagación de las ondas electromagnéticas.

[3] Los parámetros de las antenas dipolos poseen ecuacionealgo complejas pero que permiten distinguir de formclara el comportamiento de una antena bajo cierta

condiciones.

Las ondas pueden estar reflejadas o refractadas eimportante no confundir estos dos términos que son mudiferentes.

R EFERENCIAS

[4] http://platea.pntic.mec.es/~lmarti2/ant.htm

[5] http://www.analfatecnicos.net/pregunta.php?id=20

[6] http://www.astronomos.cl/conocimientos/avanzado/Presentacion-antenas.pdf

[7] http://www.lu1dma.com.ar/grupooeste/propaga/propagafn.htm

1

http://platea.pntic.mec.es/~lmarti2/ant.htm

http://www.analfatecnicos.net/pregunta.php?id=20

http://www.astronomos.cl/conocimientos/avanzado/Presentacion-antenas.pdf


http://www.lu1dma.com.ar/grupooeste/propaga/propagafin.htm


http://platea.pntic.mec.es/~lmarti2/ant.htm

http://www.analfatecnicos.net/pregunta.php?id=20





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