Radiopropagación

Antena Isotrópica

Cuando hablamos de antenas y de sus ganancias, al principio se tuvieron que basar en algo con lo que compararlo, por este motivo se ideó una antena imaginaria omnidireccional a la que llamó radiador isotrópico, de 0 dB de ganancia y que irradiase la señal en todas la direcciones, como si este fuese una esfera perfecta, aunque en la práctica esto es dificil conseguirlo, puesto que cuando se conforma un determinado tipo de antena, la esfericidad del radiador isotrópico no se puede obtener, es entonces cuando el dipolo ideal colocado a una altura del suelo de media longitud de onda, nos muestra entonces una ganancia de 2.15 dB.

- La ganancia respecto a la antena isotrópica se expresa en dBi

- También se puede expresar la ganancia con respecto a un dipolo de de media onda, denominada entonces dBd

El dBi, o decibelio isotrópico, es una unidad para medir la ganancia de una antena en referencia a una antena isótropa teórica. El valor de dBi corresponde a la ganancia de una antena ideal (teórica) que irradia la potencia recibida de un dispositivo al que está conectado, y al cual también transmite las señales recibidas desde el espacio, sin considerar ni pérdidas ni ganancias externas o adicionales de potencias.

El dBd es la unidad para medir la ganancia de una antena en referencia a un dipolo.

Diferencia ganancia dBd y DBi

El dbd es la ganancia real de una antena y se toma con referencia au un dipolo y el dBi es una ganancia que se toma referente a una antena isotrópica

Es entonces cuando hay quién nos da un valor en dBi, comparado con el valor isotrópico, o bién nos lo dá en dBd si lo ha hecho sobre el dipolo standar, y esto dependiendo del fabricante lo encontramos de una u otra forma, por lo que una antena dada su ganancia en dBi es más sugerente su adquisición, por ser su valor más elevado, al ser comparado con una antena imaginaria. Es entonces cuando el radioaficionado debe buscar el valor que más le interese, " dBi o dBd ", sabiendo que este último está obtenido en comparación con un dipolo standar y es más fácil compararlo por nosotros. Por esta sencilla fórmula podremos ver y comparar ambos valores ( dBd + 2.15 = dBi ).

Potencia Isotrópica Radiada Aparente (PIRE): Ganancia en dBi

Potencia Radiada Aparente (PRA): Ganancia en dBd

Potencia radiada por una antena

La potencia radiada por una antena es el producto de la potencia que se le suministra y su ganancia. Si la ganancia de la antena se define como la ganancia respecto a una antena ideal isótropa, entonces este producto se denomina PIRE:

pire = pt • dt

PIRE = Pt + Dt(dBi)

Campo en un punto.

La densidad de flujo de potencia en un punto dado [pp 49], producida por la radiación de una potencia pt′ en una antena de ganancia gt viene dada por

De esta igualdad se despeja el campo

En dBμ queda:

E(dBμ) = 74,7 + PIRE(dBW) − 20 log10 d(Km)

E(dBμ) = 104,7 + PIRE(dBk) − 20 log10 d(Km)

Potencia recibida en un punto

La potencia recibida por una antena de ganancia isótropa gr en ese punto viene dada por

Sustituyendo el valor de en (41) y dado que Seq = queda,

En dBW,

Pr′ (dBw) = E(dBμ) − 20 log10 f(MHz) − 107,2 + Gr

En dBm

Pr′ (dBm) = E(dBμ) − 20 log10 f(MHz) − 77,2 + Gr

Dipolo

Un dipolo es una antena con alimentación central empleada para transmitir o recibir ondas de radiofrecuencia. Estas antenas son las más simples desde el punto de vista teórico.

• Tipos de dipolos

Dipolo simple

Dipolo en V invertida

Dipolo doblado

Dipolo de brazos plegados

Dipolo eléctricamente acortado

Dipolo elemental

Dipolo corto

Dipolo media onda (lambda/2)

Dipolo de media onda

Está formada por dos trozos de material conductor, cada uno de un cuarto de longitud de onda. Si se conecta a la línea de alimentación por el centro, la distribución de corriente y de voltaje es simétrica y ofrece una impedancia de 72 ohmios.

Este tipo de antena forma la base de muchas otras, y puede utilizarse para polarización horizontal o vertical, dependiendo de como se disponga.

Dipolo media onda (lambda/2): Un dipolo de media onda es una antena formada por dos conductores de longitud total igual a la mitad de una longitud de onda. Hay que señalar que esa longitud de media onda no tiene nada de remarcable eléctricamente. La impedancia de la antena no corresponde ni a un máximo ni a un mínimo. Tampoco es real, aunque por una longitud próxima (hacia 0,46 landa) la parte imaginaria pasa por cero. Hay que reconocer que la única particularidad de esa longitud es que las fórmulas trigonométricas se simplifican como por milagro, aunque sí es cierto que presenta un diagrama de radiación bastante uniforme en comparación con otras longitudes.

Esta antena da los mejores resultados en una banda particular. Hay que comenzar por determinar la frecuencia media de la banda deseada y calcular su longitud de onda.

La longitud total de la antena es la mitad de la longitud de onda de la frecuencia elegida. El dipolo de media onda esta dividido en dos por un aislador en el centro. El resultado son dos secciones cada una de un cuarto de largo de la longitud de onda.

En el dipolo la distribución de corriente (intensidad) y voltaje (tensión)

se muestra en el siguiente diagrama:

Podemos observar como la corriente es máxima en el centro y nula en los extremos

mientras que el voltaje es nulo en el centro y máximo y de signo contrario en los

extremos.

Por este motivo un dipolo alimentado en el centro se dice que está

alimentado en corriente mientras que lo está en tensión si hace en un extremo.

Los dipolos alimentados en el centro son muy populares ya que la impedancia

que presentan es de unos 75 ohm lo cual se adapta bastante bien a un cable coaxial de 50ohm.

Por otro lado la impedancia en un extremo se aproxima a los 5.000 ohm lo que hace

imprescindible el uso de un adaptador de impedancias para poder usar cable coaxial.

Si la longitud de una antena es un múltiplo de medias longitudes de onda y la dirección de la corriente se invierte en cada sección alternada de medias longitudes de onda, ésta es referida como una antena

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