T 7.6 Tecnología de antenas

T 7.6.1
Antenas de hilo y de apertura
Antenas dipolo
Conceptos básicos
La antena dipolo es una de las formas de antena más antiguas y simples. Se usa para
frecuencias de microondas e incluso hasta el rango de onda larga. Las propiedades de
radiación dependen de la relación I/h (longitud de dipolo/longitud de onda). Normalmente, la
longitud de la antena se encuentra entre 1/3 λ y 5/4 λ y raras veces supera los 2λ. Dado que los
experimentos con antenas de LD se realizan en la banda X (f = 9,40 GHz, λ 0 = 32 mm), aún los
dipolos largos con l = 4λ tienen dimensiones pequeñas adecuadas para el trabajo en el
laboratorio. Los dipolos constan de dos segmentos lineales de hilo de igual longitud, cuyos ejes
son colineales. La distancia entre los hilos (2δ) se supone infinitamente pequeña y el centro de
la antena se encuentra ubicado en el origen del sistema de coordenadas, por donde pasan los
hilos del dipolo (conductores) a lo largo del eje Z, (Fig. 1).
Fig. 1: Dipolo elemental y vectores de campo de una
onda emitida
En teoría, la longitud y el diámetro de hilo de un dipolo podrían tener casi cualquier valor. Por lo
tanto, con frecuencia se discute sobre el modelo de un dipolo infinitamente corto (dipolo
hertziano). Los dipolos poseen una directividad distintiva. Emiten o reciben ondas polarizadas
en forma lineal. El vector de polarización evidentemente corre paralelo al eje del dipolo (eje Z).
Las propiedades de radiación de un dipolo dependen de la distribución de corriente en la
antena. La directividad de la antena dipolo se puede calcular matemáticamente en base a los
siguientes supuestos (ideales):
1. el dipolo es infinitamente estrecho (d < < λ 0 )
2. sus hilos son conductores ideales (σ = ∞) y
3. la distribución de la corriente fluye en forma sinusoidal a lo largo de los conductores.
A partir de esto se puede obtener la ecuación para el diagrama direccional de las antenas
dipolo ideales en el campo lejano.
( kh⋅cosϑ) ⋅cos( )
60I
0
cos
kh
E =
r sinϑ
donde:
k = 2π/λ 0
I 0 = corriente máxima que circula por la antena
r = distancia desde la antena
En la Fig. 2 se muestran los diagramas direccionales típicos de antenas dipolo de diversas
longitudes. En muchos libros de texto sobre antenas se usa la ecuación (2). No obstante,
pueden surgir errores debido a que se desprecian las aproximaciones.
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