1. DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA - MEDIOS DE TRANSMISIÓN - PREINFORME ANTENAS LINEALES - NOVIEMBRE 2008 1
ANTENAS LINEALES
Luís F. De La Hoz, María I. Dovale, Franklin Oliveros, Álvaro Ulloa
División de Ingenierías
Universidad del Norte
Barranquilla
Abstract— Una antena es sistema conductor metálico capaz de Ancho De Banda
radiar y recibir ondas electromagnéticas. Una antena se como Es el rango de frecuencias sobre el cual las propiedades
la interfase entre un transmisor y el espacio libre o el espacio de la antena permanecen satisfactorias para una aplicación
libre y un telerreceptor. Una antena acopla energía de la salida
de un transmisor a la de la tierra o de la atmosfera de la tierra particular.
a un receptor y además es un dispositivo reciproco pasivo, y
se dice pasivo en cuanto no puede amplificar una señal o por Ancho de Haz de Media Potencia
lo menos no en el sentido real de la palabra, mas sin embargo En ancho de haz a 3dB de una antena se puede definir
esta puede tener ganancia y la antena es reciproca en cuanto a
que las características de transmisión y recepción de una antena
dentro de un corte plano del diagrama de radiación que pasa
son idénticas, excepto donde las corrientes de alimentación al por la directividad. En este plano el ancho de haz de 3dB es
elemento de las antenas se limitan a la modificación del patrón la distancia en grados o radianes que hay desde el punto a la
de transmisión. izquierda y el punto a derecha del máximo que están 3dB por
debajo del mismo.
I. E XPLIQUE BREVEMENTE CADA UNO DE LOS
PRINCIPALES PARÁMETROS QUE CARACTERIZAN A LAS
ANTENAS . II. D ESCRIBA CADA UNA DE LAS DIFERENTES
CONFIGURACIONES DE ANTENAS LINEALES
Patrón De Radiación
Es un diagrama tridimensional de la radiación de la antena Un dipolo es una antena con alimentación central empleada
en un campo lejano. para transmitir o recibir ondas de radiofrecuencia. Estas an-
tenas son las más simples desde el punto de vista teórico.
Intensidad De Radiación Un dipolo de media onda es una antena formada por dos
Definida como la potencia promedio por el cuadrado de la conductores de longitud total igual a la mitad de una longitud
distancia. de onda. Hay que señalar que esa longitud de dipolo de
media onda no tiene nada de remarcable eléctricamente. La
Ganancia Directiva impedancia de la antena no corresponde ni a un máximo ni a
Es una medida de la concentración de la potencia radiada un mínimo. Tampoco es real, aunque por una longitud próxima
en una dirección particular. de 0.46 la parte imaginaria pasa por cero. Hay que reconocer
que la única particularidad de esa longitud es que las fórmulas
Directividad trigonométricas se simplifican como por milagro, aunque sí
Es la razón de la intensidad de radiación máxima a la es cierto que presenta un diagrama de radiación bastante
intensidad de radiación promedio. uniforme en comparación con otras longitudes. Un dipolo
plegado Es un dipolo cuyos brazos tienen una pequeña parte
Ganancia De Potencia del extremo parcialmente plegada. Eso hace que se economice
Se relaciona con la ganancia directiva, pero a diferencia esta espacio, a costa de sacrificar parcialmente la eficiencia del
tiene en la perdida óhmica de potencia de la antena. A partir de dipolo.
estas dos ganancias o de la potencia radiada entre la potencia
de entrada se puede encontrar la eficiencia de la radiación de La antena de Yagi es una antena direccional inventada por el
la antena. Dr. Hidetsugu Yagi de la Universidad Imperial de Tohoku y su
ayudante, el Dr. Shintaro Uda (de ahí al nombre Yagi-Uda).
Polarización Esta invención quot;de quitar la tierraquot; a las ya convencionales
Especifica la orientación del campo eléctrico de la onda antenas (groundbreaking), produjo que mediante una estruc-
electromagnética propagada desde una antena. Puede ser verti- tura simple de dipolo, combinado con elementos parásitos,
cal (Perpendicular a la superficie de la tierra) o circular elíptica conocidos como reflector y directores, logró construir una
(el campo eléctrico forma un circulo o una elipse perpendicular antena de muy alto rendimiento. La invención del Dr. Yagi
a la dirección de propagación) (patentada en 1926) no fue usado en Japón en un principio.
Sin embargo fue aceptada en Europa y Norteamérica, en donde
se incorporó a la producción comercial, de los sistemas de

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difusión, TV y otros. El uso de esta antena en Japón solo antenas (groundbreaking), produjo que mediante una estruc-
comenzó a utilizarse durante la Segunda Guerra Mundial, tura simple de dipolo, combinado con elementos parásitos,
cuando fue descubierto que la invención de Yagi, era utilizada conocidos como reflector y directores, logró construir una
como antena de radar por los ejércitos aliados. antena de muy alto rendimiento. La invención del Dr. Yagi
(patentada en 1926) no fue usado en Japón en un principio.
Los diferentes elementos que forman esta antena: Sin embargo fue aceptada en Europa y Norteamérica, en donde
1. Elemento conductor(radiador/captador). Este es el ele- se incorporó a la producción comercial, de los sistemas de
mento que capta o emite las señales. difusión, TV y otros. El uso de esta antena en Japón solo
comenzó a utilizarse durante la Segunda Guerra Mundial,
2. Reflectores. Estas dos varillas actúan reflejando las ondas cuando fue descubierto que la invención de Yagi, era utilizada
en la dirección del elemento conductor. como antena de radar por los ejércitos aliados.
3. Directores o guías de ondas. Estas varillas, de longitud
progresivamente menor alejándose del conductor y espaciadas IV. Q UE FUNCIÓN CUMPLEN LOS DIRECTORES Y EL
a distancias precisas, hacen que la onda siga el camino correcto REFLECTOR EN UNA ANTENA YAGUI
hasta llegar al elemento conductor. También influyen sobre la Los diferentes elementos que forman esta antena:
impedancia de la antena. 1. Elemento conductor(radiador/captador). Este es el ele-
mento que capta o emite las señales.
2. Reflectores. Estas dos varillas actúan reflejando las ondas
en la dirección del elemento conductor.
3. Directores o guías de ondas. Estas varillas, de longitud
progresivamente menor alejándose del conductor y espaciadas
a distancias precisas, hacen que la onda siga el camino correcto
hasta llegar al elemento conductor. También influyen sobre la
impedancia de la antena.
V. M ENCIONE CUÁLES SON LAS APLICACIONES
PRÁCTICAS PARA CADA TIPO DE ANTENA LINEAL
Las antenas de alambre lineales o curvas, son de las más
antiguas, más básica onfiguración y económicas, y en muchos
III. D ESCRIBA CADA UNA DE LAS DIFERENTES casos son las más versátiles para muchas plicaciones. Las
CONFIGURACIONES DE ANTENAS LINEALES antenas lineales existen de varios tipos como dipolos (aquellas
Un dipolo es una antena con alimentación central empleada que onstan de dos alambres rectos tendidos a lo largo del
para transmitir o recibir ondas de radiofrecuencia. Estas an- mismo eje) de media onda (cuya ongitud es =2), dipolo
tenas son las más simples desde el punto de vista teórico. monopolar de =4 (que consta básicamente en la mitad de
Un dipolo de media onda es una antena formada por dos una ntena de media onda situada en un plano conductor a
conductores de longitud total igual a la mitad de una longitud tierra), antenas Yagi, antenas de ipolo plegado. Las antenas
de onda. Hay que señalar que esa longitud de dipolo de Yagi que se emplean en la práctica para la recepción de
media onda no tiene nada de remarcable eléctricamente. La señales de TVsuelen tener un dipolo doble como elemento
impedancia de la antena no corresponde ni a un máximo ni a de alimentación, Se utiliza en bandas HF, VHF y UHF
un mínimo. Tampoco es real, aunque por una longitud próxima para aplicaciones de radiodifusión, de televisión, radio-enlaces
de 0.46LANMDA la parte imaginaria pasa por cero. Hay que punto a punto y en estaciones de radioaficionados.
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 VI. Q UÉ IMPORTANCIA TIENE MEDIR LOS PARÁMETROS
bastante uniforme en comparación con otras longitudes. Un DE LAS ANTENAS EN EL CAMPO LEJANO
dipolo plegado Es un dipolo cuyos brazos tienen una pequeña El campo de radiación que se encuentra cerca de una antena
parte del extremo parcialmente plegada. Eso hace que se eco- no es igual que el campo de radiación que se encuentra a
nomice espacio, a costa de sacrificar parcialmente la eficiencia gran distancia. El termino campo cercano se refiere al patrón
del dipolo. de campo que esta cerca de la antena, y el termino campo
La antena de Yagi es una antena direccional inventada por el lejano se refiere al patrón de campo que está a gran distancia.
Dr. Hidetsugu Yagi de la Universidad Imperial de Tohoku y su Durante la mitad del ciclo, la potencia se irradia desde una
ayudante, el Dr. Shintaro Uda (de ahí al nombre Yagi-Uda). antena, en donde parte de la potencia se guarda temporalmente
Esta invención quot;de quitar la tierraquot; a las ya convencionales en el campo cercano. Durante la segunda mitad del ciclo, la

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potencia que esta en el campo cercano regresa a la antena. Esta
acción es similar a la forma en que un inductor guarda y suelta
energía. Por tanto, el campo cercano se llama a veces campo de
inducción. La potencia que alcanza el campo lejano continua
irradiando lejos y nunca regresa a la antena por lo tanto el
campo lejano se llama campo de radiación. La potencia de
radiación, por lo general es la mas importante de las dos-,
por consiguiente, los patrones de radiación de la antena, por
lo regular se dan para el campo lejano. El campo cercano se
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define como el área dentro de una distancia R = 2D de lal
antena, en donde l es la longitud de onda y D el diámetro de
la antena en las mismas unidades.
VII. Q UÉ DIFERENCIA EXISTE ENTRE UNA ANTENA
ISOTRÓPICA Y UNA OMNIDIRECCIONAL
Cuando la radiación de una antena es omnidireccional, esto
esto significa que radia por igual en todas las direcciones del
plano horizontal, pero el uso habitual hace que una antena
omnidireccional no emita exactamente en todas direcciones,
sino que tiene una zona donde irradia energía por igual
(por ejemplo el plano horizontal). Por ejemplo no nos puede
interesar emitir o recibir señal de la parte que está exactamente
encima de la antena, imaginémonos la antena de radio del
coche: difícilmente tendremos la fuente de señal exactamente
encima de la antena, así que favorecemos la emisión o recep-
ción en otras direcciones (como puede ser el plano horizontal)
en detrimento de otras (el plano vertical), mientras que en una
antena instropica la cantidad de energía radiada es exactamente
la misma en todas las direcciones, Esto nos indica que esta
antena podrá enviar o recibir señal con las mismas condiciones
esté en la posición que esté.