Antena Helicoidal

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA FACULTAD DE CIENCIAS ESPECIALIDAD DE ING. ELECTRONICA Y TELECOMUNICACIONES. TEMA:ANTENAS HELICOIDALES DOCENTE:ING.CARLOS ARELLANO RAMIREZ PIURA PER OBJETIVOS: Conocer las antenas helicoidales. Comprender las caractersticas de las antenas helicoidales. Conocer las aplicaciones que se pueden realizar utilizando las antenas helicoidales. ANTENAS HELICOIDALES Es una antena de VHF o de UHF de banda ancha que es perfecta para aplicaciones que en lugar de ondas electromagnticas polarizadas verticales o horizontales requieren de radiacin circular. Es un tipo de antena que presenta un comportamiento de banda ancha. Una hlice es el resultado de bobinar un hilo conductor sobre un cilindro de dimetro constante. Las dimensiones de las espiras son funcin de la frecuencia en la que estn destinadas a funcionar. Puede utilizarse la ganancia y reducir el ancho de haz del lbulo de la antena de un solo elemento o apilada horizontal o verticalmente en un arreglo para modificar su patrn de radiacin al incrementar bulo principal. Una antena helicoidal refractaria extrema bsica se muestra en la siguiente figura . El elemento de excitacin de la antena consiste de una hlice rgida enrollada ligeramente suave con una longitud axial aproximadamente igual al producto del numero de vueltas y la distancia entre cada vuelta (inclinacin). La ganancia de la antena depende de factores q incluyen el dimetro de la helice, el numero de vueltas en una helice, la inclinacin o espacios entre las vueltas y la frecuencia de operacin. Matemticamente donde: A es la ganancia de potencia de la antena (sin unidades) D= dimetro de la hlice (metros) N= Numero de vueltas (cualquier entero positivo) S= inclinacin (metros) ( ))`=tNSNDAdB p2) (15 log 10 Tpicamente, una antena helicoidal tendr entre un mnimo de 3 a 4 y un mximode 20 vueltas y ganancia de potencia entre 15 y 20 dB. El ancho de haz de 3-dB de una antena helicoidal puede determinarse con la siguiente expresin matemtica: ( )( ) tu/ /52NS D= Donde: = ancho de haz (grados) D=dimetrodelahlice (metros) N = nmero de vueltas (cualquierentero positivo) S = inclinacin (metros) =longituddeonda (metros/ciclo) En las ecuaciones, puede verse que, par un dimetro e inclinacin determinado helicoidal, la ganancia de potencia seincrementa proporcionalmente al numero de vueltas y el ancho de haz se reduce. Las antenas helicoidales proporcionan anchos de banda en cualquier parte entrede la frecuencia central hasta un lapso de 2:1 entre las frecuencia de operacin mxima y mnima. Lasdimensionesdelasespirasson funcindelafrecuenciaenlaqueestn estimadas a funcionar. Esta antena presenta ciertas particularidades: funciona para frecuencias que pueden llegar al 20% en ms o menos de aquella para la que est prevista. Por otra parte, tiene la propiedad de emitir ondas sin polarizacin definida, es decir, que pueden ser captadas por una antena situada en cualquier posicin en un plano vertical perpendicular a la direccin del emisor. Una antena helicoidal se monta en un plano de tierra hecho de metal slido o de una rejilla de metal que se asemeja a la tela de alambre. El dimetro de las espiras es igual a /3 el paso del bobinado es igual a /4y la longitud depende del numero de espiras. Si se utiliza como antena receptora, recibir indiferentemente ondas polarizadas verticalmente u horizontalmente. Generalmente se coloca delante de un reflector plano para darle una radiacin unidireccional. La siguiente figura muestra como alimentar esta antena. FUNCIONAMIENTO En funcin de las dimensiones de la hlice existen dos modos bsicos de funcionamiento: El modo normal y el modo axial. MODO NORMAL En el modo normal, la radiacin electromagntica esta en una direccin que se encuentra en ngulo recto al eje de la hlice.

Una helice opera en modo normal cuando la longitud total del hilo usado en bobinarla es mucho menor que la longitud de onda. Entonces conociendo: Y si la antena tiene N vueltas,la condicion para comportamiento normal sera: NL