Monopolo Vertical

Introduccion

El objetivo principal de la práctica número 1 que lleva por nombre Monopolo Vertical, es realizar un estudio del funcionamiento de la antena, así como también la detección de radiación, voltaje y corriente de la misma.

Una antena es un dispositivo diseñado con el objetivo de emitir o recibir ondas electromagnéticas hacia el espacio libre. Una antena transmisora transforma voltajes en ondas electromagnéticas, y una receptora realiza la función inversa. Como sabemos El monopolo vertical o antena vertical es una antena constituida de un solo brazo rectilíneo irradiante en posición vertical.

Se considera que el monopolo no es una antena completa, y que necesita ser completada por un plano de masa para poder funcionar correctamente. Realmente la antena funciona correctamente sin este plano de masa, pero la eficiencia es mucho menor.

Ese plano de masa puede ser natural (por ejemplo, una superficie de agua salada), o bien artificial (una serie de conductores que se unen en la base del monopolo). Lo que se hace normalmente es crear un plano metálico ficticio, enterrando conductores por debajo de la antena, lo que hace subir la conductividad, y con ello decrecen las pérdidas (aumenta la eficiencia).

Marco Teórico

La antena monopolo fue inventado en 1895 por el pionero de la radio Guglielmo Marconi, que descubrió que si adjunta un terminal de su transmisor a un largo de alambre suspendida en el aire y la otra a la Tierra, que podría transmitir para distancias más largas. Un monopolo tiene un diagrama de radiación omnidireccional. Es decir que irradia la misma potencia en todas las direcciones azimutales perpendicular a la antena, pero la potencia radiada varía con el ángulo de elevación, con la radiación caer a cero en el cenit, en el eje de la antena. Se irradia ondas de radio polarizadas verticalmente.

Al igual que una antena dipolo, un monopolo tiene un diagrama de radiación omnidireccional. Es decir que irradia la misma potencia en todas las direcciones azimutales perpendicular a la antena, pero la potencia radiada varía con el ángulo de elevación, con la radiación caer a cero en el cenit, en el eje de la antena. Se irradia ondas de radio polarizadas verticalmente. Ciertos tipos de antenas monopolo, por ejemplo algunas antenas helicoidales, pueden radiar ondas circularmente polarizadas.

Frecuencia: es una magnitud que mide el número de repeticiones por unidad de tiempo de cualquier fenómeno o suceso periódico.

Longitud de una onda: es la distancia que recorre la onda en el intervalo de tiempo transcurrido entre dos máximos consecutivos.

Plano de tierra: Sirve para disimular diferentes tipos de terreno, donde el índice de refracción va a variar dependiendo si el terreno es agua o tierra (conductividad diferente).

Longitud de onda de la Antena: La longitud de onda es la distancia real que recorre una perturbación (una onda) en un determinado intervalo de tiempo. Ese intervalo de tiempo es el transcurrido entre dos máximos consecutivos de alguna propiedad física de la onda. En el caso de las ondas electromagnéticas esa propiedad física (que varía en el tiempo produciendo una perturbación) puede ser, por ejemplo, su efecto eléctrico (su campo eléctrico) el cual, según avanza la onda, aumenta hasta un máximo, disminuye hasta anularse, cambia de signo para hacerse negativo llegando a un mínimo (máximo negativo). Después, aumenta hasta anularse, cambia de signo y se hace de nuevo máximo (positivo). Esta variación del efecto eléctrico en el tiempo, si la representamos en un papel, obtenemos "crestas" y "valles" (obtenemos una curva sinusoidal) pero la onda electromagnética no "tiene" crestas y valles.

Las antenas están diseñadas para recibir ondas de determinada longitud o frecuencia. La antena más común se le conoce como media-onda, que significa que el largo de la antena es la mitad de largo que la onda.

Para extensión de luz u onda de referencia se considera:

C= velocidad de la luz 3*10^8 m/s

Dónde:

λ= c/f

f= frecuencia

Polarización: Dirección del campo eléctrico emitido por la antena. Esta a su vez se puede clasificar como:

1. Vertical.

2. Horizontal.

3. Elíptica

4. Circular

Campo Magnético: Es una descripción matemática de la influencia magnética de las corrientes eléctricas y de los materiales magnéticos. El campo magnético en cualquier punto está especificado por dos valores, la dirección y la magnitud; de tal forma que es un campo vectorial. Específicamente, el campo magnético es un vector axial, como lo son los momentos mecánicos y los campos rotacionales.

El nombre de campo magnético o intensidad del campo magnético se aplica a dos magnitudes:

• La excitación magnética o campo H es la primera de ellas, desde el punto de vista histórico, y se representa con H.

• La inducción magnética o campo B, que en la actualidad se considera el auténtico campo magnético, y se representa con B.

Campo Eléctrico: El campo eléctrico es un campo físico que es representado mediante un modelo que describe la interacción entre cuerpos y sistemas con propiedades de naturaleza eléctrica. Los campos eléctricos pueden tener su origen tanto en cargas eléctricas como en campos magnéticos variables.

El diagrama de radiación de una antena es la representación gráfica de sus propiedades de radiación en las distintas direcciones del espacio. Lo habitual es representar el campo eléctrico en coordenadas esféricas, con la antena situada en el origen de coordenadas y tomando como referencia el valor máximo de la magnitud. El resto serán valores relativos a él.

Cuestionario

1-¿Qué es una antena?

Es un dispositivo electrónico que transforma una señal RF que viaja sobre un conductor electromagnético por medio del espacio libre

2-¿Cómo se llama la antena con que trabajamos en esta práctica?

Antena monopolo

3-¿Qué características tiene un monopolo vertical?

Es una antena constituida de un solo brazo rectilíneo irradiante en posición vertical. En monopolos de ¼ de onda, la impedancia de la antena es de 36 ohmios.

4-¿Cuántas antenas se necesitan para que haya comunicación?

Dos: la antena transmisora y la antena receptora

5-¿Qué es un plano de tierra?

Es un sistema conductor que se instala por debajo de una antena elevada para que actúen como tierra en el suelo.

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