Introducción DIPOLO.

INTRODUCCIÓN

Un dipolo es una antena empleada para transmitir o recibir ondas de
radiofrecuencia. Las antenas constituyen una parte fundamental de los sistemas radioeléctricos de comunicaciones. Desde la antena constituida por un simple alambre hasta los complejos sistemas radiadores utilizados en las comunicaciones espaciales, las antenas actúan como emisores o receptores de ondas electromagnéticas que transportan información de índole diversa requerida en múltiples aplicaciones de la vida cotidiana.

El enfoque que se pretende dar aquí es, en cierta medida práctico, ya que se desea representar mediante un software de simulación las líneas de campo radiadas por un dipolo corto, sin sacrificar la teoría necesaria, pero dejando a veces de lado desarrollos algebraicos que no se consideran fundamentales para la comprensión de los fenómenos físicos o que, por su extensión, hacen impráctica su inclusión en el texto.

JUSTIFICACIÓN

Teniendo en cuenta la dificultad que se presenta en la materia de Campos Electromagnéticos, en lo que respecta al entendimiento de los conceptos y ecuaciones dadas en clases, así como, la visualización gráfica de los fenómenos involucrados, se determinará la expresión de los campos eléctrico y magnético radiados por el dipolo corto, además se utilizará software para representar las líneas de los campos radiados por dipolo. De esta manera, el estudiante podrá apoyarse en esta herramienta para mejorar sus conocimientos en el tópico en cuestión y realizar comparaciones con la información impartida en clase y en la bibliografía existente

OBJETIVOS

Desarrollar un software que sirva como herramienta de simulación para representar las líneas de los campos eléctrico y magnético radiados por dipolo corto.

Estudiar las condiciones y ecuaciones características que definen los parámetros para determinar los campos eléctrico y magnético radiados por el dipolo corto.

Especificar los criterios necesarios, según los conocimientos impartidos en clase y la consulta de la bibliografía existente, para representar las líneas de los campos eléctrico y magnético radiados por el dipolo corto mediante el cálculo de sus parámetros.

Elaborar los códigos y herramientas necesarias en el software de simulación para cumplir los objetivos anteriores.

Tabla 1: Ecuaciones generales de campo eléctrico y magnético para un dipolo corto

[pic 1]

las fórmulas a usar para el diagrama de radiación de los campos magnético y eléctrico son las que dicen para campo lejano, el término jωt de la parte exponencial no se toma en cuenta por ser la corriente dada como dato, el término β=k sería el número de onda:  [pic 2] y lambda λ=c/f, donde c=3*10^8 m/s, f= frecuencia dada en Hertz como dato del ejercicio, Io= a la corriente dada en el ejercicio como dato, r= a la distancia del dipolo al punto donde se quiere hallar el campo (E y H)

hay que tomar en cuenta que se debe cumplir que r>>L y L<<λ por lo que el dato de r debe ser mucho más grande comparado con la longitud del dipolo, y la longitud del dipolo debe ser mucho menor a la longitud de onda

se debe condicionar la ecuación a que sea L≤ λ/10 o que  λ ≥ 10L

Ejemplo se tiene un dipolo de L= 0,1 m su longitud de onda sería λ= 0,1*10= 1m, además del valor de frecuencia como dato para la banda de VHF de 30 MHZ a 300 MHZ; en el primer caso su longitud de onda sería λ=3*10^8/ 30*10^6= 10 m (para 30 MHZ). Para el segundo caso su longitud de onda sería λ=3*10^8/ 300*10^6= 1 m (para 300 MHZ). Además de pedir las coordenadas del punto donde se quiere determinar el diagrama de radiación en coordenadas esféricas (r,θ,φ)

[pic 3]

Fig. Diagrama de radiación de un dipolo corto, tridimensional (izquierda) y corte en plano E (derecha)

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