Una antena es un dispositivo metálico, utilizado para transmitir y recibir señales electromagnéticas de radio, donde estas señales representan alguna información. Las radios están diseñadas principalmente para la comunicación inalámbrica para transmitir señales de radio y microondas. Generalmente, las antenas están disponibles en diferentes tamaños y formas. Hay muchas razones para usar antenas, pero la razón principal es proporcionar una forma sencilla de transmitir señales o datos. Hay diferentes tipos de antenas disponible como Yagi Uda , Apertura, reflector, antena de cable y muchos más. Este artículo analiza uno de los tipos de antena como antena de alambre – trabajar con aplicaciones.
Definición de antena de alambre
Una antena de cable es un tipo de antena de radio que incluye un cable largo suspendido sobre el suelo. El cable de la antena recoge las señales y las irradia más. En esta antena, la longitud de la antena de cable no tiene relación con su longitud de onda. El cable simplemente se conecta al transmisor o al receptor a través del sintonizador de una antena para transmitir o recibir las señales. Estas antenas son bien conocidas por su facilidad de instalación y portabilidad. El diagrama de la antena de alambre se muestra a continuación.
Diseño de antena de alambre
La construcción de antenas con hilos largos es sencilla porque la longitud de esta antena de hilo es múltiplo de λ/2. En general, las antenas que tienen una longitud de λ/2 o λ/4 se conocen como antena dipolo de media onda . Pero una antena que tiene una longitud superior a λ/2 se conoce como antena de hilo largo . Entonces, la longitud de una antena con un cable largo se considera como un múltiplo de la mitad de la longitud de onda. Entonces, la longitud de la antena con un cable largo se da como (L = n λ/2).
Estos cables están dispuestos vertical u horizontalmente, pero la dirección a veces es descuidada en relación con el suelo. La excitación exterior de esta antena se proporciona a través de las líneas de alimentación donde la línea de alimentación se proporciona simplemente en el extremo, el centro o en cualquier lugar en el medio de la longitud del cable.
Aquí la polarización de la antena de cable se muestra por la dirección de la antena con respecto al suelo. La posición del punto de alimentación representa la dirección del lóbulo. En esta construcción de antena de cable simple, un cable conductor simple se conecta de extremo a extremo entre las estaciones de transmisión y recepción. Por lo tanto, la conexión directa de cable largo entre los dos extremos permitirá que la señal de la estación transmisora e irradie la señal para que pueda obtenerse en el extremo restante.
¿Cómo funciona la antena de alambre?
La antena con un cable largo es una combinación de varios dipolos de media onda; por lo tanto, su principio de funcionamiento es el mismo que el de la antena dipolo de media onda. Entonces, la longitud de estas antenas es mayor en comparación con la longitud de onda media. Entonces, cuando un cable conductor largo es simplemente excitado por el voltaje de entrada, luego los portadores de carga se desplazarán en función de la mitad de la señal aplicada. Si se aplica la primera mitad de la señal, los portadores de carga experimentarán una fuerza de atracción, mientras que si se usa un medio ciclo negativo, los portadores de carga experimentarán repulsión. Entonces, la acción acumulativa de este portador de carga en el conductor produce un campo eléctrico inestable. Por lo tanto, la señal se irradia de esta manera en el otro extremo a través de la antena de hilo largo.
La antena con cable largo es más en comparación con la mitad de la longitud de onda. Cuando se aumenta la longitud de la antena de cable largo, la directividad también mejorará. Es notable en el caso de una antena con un cable largo que es; para la frecuencia de operación más baja, generalmente, la longitud se considera como la mitad de la longitud de onda y la alimentación externa se proporciona al final.
Tipos de antenas de alambre
Estas antenas se clasifican en diferentes tipos y cada tipo se analiza a continuación.
Antena dipolo corta
La forma simple de una antena de cable es una antena dipolo corta. Este es un circuito abierto donde la señal o los datos se alimentan dentro del centro. En esta antena, el término 'corta' no se refiere al tamaño de la antena, sino que básicamente es la longitud de onda relativa. Esta antena tiene dos extremos donde un extremo está en circuito abierto y el extremo restante está alimentado por una fuente de CA. El rango de frecuencia de esta antena va desde los 3KHz – 30MHz, por lo que se utiliza mayoritariamente en receptores de baja frecuencia.
Antena dipolo
La antena dipolo es una de las formas más significativas de antena de RF que incluye un cable conductor de electricidad que, de lo contrario, tiene la mitad de la longitud de la longitud de onda preferida máxima. El alambre o varilla se divide en el centro a través de un aislador donde cada extremo en el centro simplemente se conecta a la línea de alimentación a través de un balun normalmente a un cable coaxial.
Estas antenas son ampliamente utilizadas en diferentes radiocomunicaciones. Esta antena es muy simple de diseñar y opera en las secciones de alta frecuencia, muy alta frecuencia y ultra alta frecuencia del espectro de RF. Por favor, consulte este enlace para saber más sobre Antena dipolo .
Antena de cuadro
Una antena de cuadro es un tipo de antena de cable que recibe señales de radio de manera más eficiente en comparación con otras antenas. Estas se consideran antenas más eficientes que otras antenas porque usan menos electricidad y funcionan con una amplia gama de frecuencias (300 MHz a 3 GHz). El rendimiento de esta antena depende principalmente de diferentes factores como el diseño, la ubicación, etc.
En las antenas de cuadro, la flexión de los cables puede formar diferentes formas, como circulares, triangulares, rectangulares y elípticas. Estas antenas son muy simples, versátiles y económicas, por lo que se utilizan en una amplia gama de aplicaciones en dispositivos RFID para detectar la posición del transmisor, como transmisores UHF, para recibir ondas HF en receptores de radio, etc.
Antena dipolo de media onda
Un tipo de antena dipolo donde la longitud del dipolo es la mitad de su longitud de onda en la frecuencia de operación se denomina antena dipolo de media onda. Esta es una antena dipolo muy famosa que también se conoce a veces como antena Hertz.
Esta antena tiene una estructura de resonancia simple para aplicaciones de transmisión y recepción. Estos son elementos básicos en todas las formas de antena porque estas antenas ayudan a diseñar diferentes antenas complejas. El rango de frecuencia de funcionamiento de esta antena está entre 3 kHz y 300 GHz.
Las antenas dipolo de media onda se utilizan principalmente en receptores de radio y televisión. Cuando estas antenas se utilizan con otro tipo de antena, muestra un rendimiento sobresaliente.
Antena dipolo doblada
Una antena dipolo plegada es un tipo de antena que incluye dos conductores. Estos conductores simplemente se conectan en dos lados y se doblan para formar una forma cilíndrica cerrada. La longitud del dipolo es la mitad de la longitud de onda. por lo tanto, se conoce como antena dipolo plegada de media onda. El rango de frecuencia de esta antena dipolo plegado va desde los 3 KHz hasta los 300 GHz y es el más utilizado por los receptores de TV.
Antena monopolo
Una antena monopolo es una antena de transmisión de radio que incluye un solo conductor que normalmente se alimenta en la base de una antena a través de una fuente de voltaje. Esta antena es una antena muy simple y de un solo cable que normalmente se monta verticalmente y se usa normalmente para transmitir y recibir señales. Por lo tanto, estos se utilizan con fines de transmisión o comunicación. Las antenas monopolo funcionan en bandas RFID inferiores (de 2,2 a 2,6 GHz), bandas RFID medias (de 5,3 a 6,8 GHz) y bandas RFID superiores (de 8,7 a 9,5 GHz).
Antena helicoidal
Una antena helicoidal es un tipo de antena de cable que también se conoce como antena helicoidal porque la forma de esta antena es helicoidal. El rango de frecuencia de esta antena es de aproximadamente 30 MHz – 3 GHz. Entonces, esta antena helicoidal funciona en el rango de VHF y UHF.
Una antena helicoidal se usa para transmitir y recibir señales VHF, se usa para comunicaciones por satélite y sonda espacial, y para radioastronomía, establece comunicaciones entre la luna y la Tierra. Por favor, consulte este enlace para saber más sobre Antena helicoidal .
Dipolos de banda ancha
La antena dipolo de banda ancha es un tipo de antena alámbrica que simplemente proporciona un rendimiento excepcional principalmente para circuitos de corto y medio alcance. Para circuitos basados en comunicaciones de corto alcance a frecuencias más bajas, el patrón de radiación de esta antena tiene un ángulo de despegue alto. De manera similar, para circuitos basados en comunicaciones de rango medio a frecuencias más altas, el patrón de radiación de esta antena tiene ángulos de despegue más bajos.
Antena de hoja de trébol
Una antena de hoja de trébol es un tipo de antena de cable polarizada circularmente y el patrón de radiación de esta antena es el mismo que el de una antena dipolo. Esta antena incluye principalmente un mínimo de 3 o 4 marcos que están conectados en paralelo y también retorcidos de una manera particular para obtener polarización circular.
Ganancia de antena de cable
los Ganancia de la antena es la capacidad de la antena para emitir menos o más en cualquier dirección en comparación con una antena teórica. Esta ganancia simplemente indica qué tan fuerte una antena puede transmitir o recibir una señal en una dirección particular. La ganancia de la antena de alambre es;
Para el dipolo corto es 1,5 (1,76 dBi) y para
El dipolo de media onda, se eleva a 1,64 (2,15 dBi). Haga clic aquí para saber más sobre Ganancia de la antena.
Ventajas y desventajas
los ventajas de las antenas de alambre Incluya lo siguiente.
- La construcción de esta antena es simple.
- Estas antenas proporcionan ganancia y directividad satisfactorias.
- Estas antenas tienen patrones direccionales definidos.
- Estos no son caros.
- En ángulos verticales bajos, simplemente se enfoca en la radiación.
- Irradian en cualquier rango de frecuencia para el cual su longitud total no sea inferior a λ/2.
los desventajas de las antenas de alambre Incluya lo siguiente.
- A bajas frecuencias, la antena dipolo exhibe un gran tamaño.
- Las antenas de cuadro tienen poca ganancia, son difíciles de sintonizar y son de banda extremadamente estrecha.
- El tamaño de las antenas helicoidales es voluminoso y los objetos cercanos las desafinan muy fácilmente.
- Las antenas de cable necesitan un sistema de adaptación adecuado para tener mejores resultados.
- Estas antenas necesitan un sistema de adaptación o unidad sintonizadora.
Aplicaciones
los aplicaciones de antenas de alambre Incluya lo siguiente.
- Las antenas de cable se utilizan ampliamente como antenas receptoras en las bandas de onda corta, onda media y onda larga.
- Estas antenas se utilizan en comunicaciones de larga distancia punto a punto debido a su estructura simple.
- Estas antenas se utilizan en barcos, naves espaciales, edificios, automóviles, satélites, misiles, comunicación por microondas y aplicaciones de muy alta ganancia.
Por lo tanto, esta es una descripción general de alambre antenas - trabajando con aplicaciones. Los ejemplos de antenas de cable son; Antena dipolo, antena helicoidal, antena monopolo y antena de cuadro. Aquí hay una pregunta para ti, ¿cuál es la función de una antena?
