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5/11/2018 PROYECTO DE RADIACI N Y GU AS DE ONDA - slidepdf.com
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PROYECTO DE RADIACIÓN Y GUÍAS DE ONDA
INTEGRANTES: -Eduardo Israel Brito Vivanco.
-Eduardo Luis Campoverde Encalada.
PARALELO: “A”.
FECHA: 2011-11-22.
TEMA: “Antena dipolo doblada con acoplador de impedancias Balun de 300Ω a 75Ω
para trabajar en la frecuencia de 95,3 MHz”.
INTRODUCCIÓN:
Como parte de la materia de Radiación y Guías de Onda correspondiente a quinto ciclo de
la carrera de Electrónica y Telecomunicaciones de la Universidad Técnica Particular de
Loja, hemos tomado como proyecto a desarrollar a lo largo del ciclo para construir una
antena dipolo doblada que posee una impedancia de salida de 300Ω y además de ello
debemos transformar dicha impedancia a 75Ω con un acoplador de impedancias que para
nuestro caso hemos elegido el tipo Balun.
Es necesario saber primeramente que tanto la antena dipolo doblada como el Balun de
relación de transformación de 4:1 deben ser diseñadas y cortadas con las medidas
específicas de acuerdo a la frecuencia a la que nosotros vayamos a trabajar que para nuestro
caso corresponde a la de la emisora de Radio Poder que tiene una frecuencia de 95,3MHz
en nuestra ciudad.
El proyecto está dirigido en colocar nuestros conocimientos teóricos aprendidos en el aula
a un trabajo de campo que será desarrollado en todo el ciclo esperando obtener los mejores
resultados que se reflejarán en una buena recepción de la señal que se encuentre en la
emisora de radio nombrada anteriormente.
OBJETIVOS:GENERAL:
Construir una antena dipolo doblada con acoplador de impedancias Balun de 300Ω
a 75Ω para trabajar en la frecuencia de 95,3 MHz.
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ESPECÍFICOS:
-Realizar los cálculos necesarios para saber las medidas requeridas para la
construcción de la antena dipolo doblada para que trabaje en la frecuencia de
95,3MHz.
-Cortar lo más exacto posible la varilla que formará la antena dipolo doblada a fin
de obtener los mejores resultados.
-Realizar los cálculos necesarios para saber las medidas requeridas para la
construcción del acoplador de impedancias Balun para que trabaje en la frecuencia
de 95,3MHz.
-Construir el acoplador de impedancias Balun con las medidas lo más exactas
posibles obtenidas en la teoría para que trabaje correctamente a la frecuencia
propuesta.
-Comprobar que el ROE de todo el sistema construido se encuentre entre un valor
de 1 y 1,5 lo cual demostrará un buen funcionamiento del mismo.
MARCO TEÓRICO:
ANTENA DIPOLO DOBLADA:
Un dipolo doblado o dipolo plegado es una antena dipolo, con las puntas dobladas
alrededor y conectados entre sí, formando un bucle como se muestra en la Figura 1.
Figura 1. Dipolo plegado de longitud L [1].
Normalmente, el ancho de d del dipolo doblado es mucho más pequeña que la longitud L.
Debido a que el dipolo es un circuito cerrado, se esperaría que la impedancia de entrada a
depender en la impedancia de entrada de una línea de transmisión en cortocircuito de la
longitud L. Además, debido a que el dipolo se dobla sobre sí mismo, las corrientes serefuerzan entre sí en lugar de cancelar el uno al otro, por lo que la impedancia de entrada
también dependerá de la impedancia de un antena dipolo de longitud L [1].
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Zd representa la impedancia de una antena de dipolo y Zt representa la impedancia de la
línea de transmisión propuesta por:
ZA hace referencia a la impedancia de entrada del dipolo doblado que es igual a:
El dipolo doblado es resonante e irradia también a múltiplos enteros impares de un media
longitud de onda (0,5 , 1.5 , ...). La impedancia de entrada es superior a la de un
dipolo normal [1].
La impedancia de la antena de media longitud de onda antena dipolo plegado se puede
encontrar en la ecuación anterior para ZA, el resultado es ZA = 4 * Zd. En resonancia, la
impedancia de una antena dipolo de media onda es aproximadamente 70 ohmios, por lo quela impedancia de entrada de una media onda dipolo plegado es aproximadamente 280
Ohms [1].
Debido a que la impedancia característica de las líneas de transmisión de dos hilos es
alrededor de 300 ohmios, este dipolo se utiliza a menudo cuando se conecta a este tipo de
línea, para la transferencia de potencia óptima [1].
El patrón de radiación de los dipolos cruzados media longitud de onda tiene la misma
forma que la de dipolos de media longitud de onda.
La longitud L está determinada por la mitad de la longitud de la onda que a su vez depende
de la frecuencia a la cual se vaya a trabajar; la longitud ideal del dipolo debería de ser la
mitad de la longitud de la onda menos el 5% de esta expresión:
Sabemos que la longitud de la onda depende directamente de la frecuencia de trabajo y está
determinada por la división de la velocidad de la onda o de fase (generalmente se la toma
como la velocidad de la luz) para la frecuencia de trabajo:
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Para esta fórmula la frecuencia debe estar dada en Hz. Para nuestro caso práctico en el que
trabajamos en la frecuencia de 95,3 MHz, los cálculos de las dimensiones de la antena
dipolo doblado son:
TRANSFORMADOR BALUN:
Uno de los principales inconvenientes de la antena dipolo doblada es que ésta posee unaimpedancia generalmente de 300Ω lo cual se aleja de lo requerido por los actuales equipos
transmisores y receptores. Para solucionar este problema, uno de los principales
dispositivos es el transformador Balun de impedancias; este transformador generalmente
trabaja con una relación de 4:1, 1:1 y de 75Ω a 50Ω. Para nuestro proyecto en el que se
requiere transformar la impedancia de 300Ω de la antena dipolo doblada a 75Ω se
necesitará construir el transformador Balun de 4:1.
El transformador Balun se llama así debido a que proviene de dos vocablos ingleses
BALanced y UNbalanced siendo la principal misión de éste transformar una carga
equilibrada en otra desequilibrada para facilitar así el paso de una antena dipolo dobladaequilibrada a una línea de transmisión de cable coaxial desequilibrada [2].
Figura 2. Balun en forma de U [3].
Para nuestro proyecto hemos decidido tomar en cuenta el Balun en forma de U que es el
más utilizado y el más general para conseguir la relación de transformación de impedancias
L=1,4953m
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de 4:1 que es la requerida por nuestra parte. Este Balun está formado por un conductor en
forma de U cuya longitud depende directamente de la longitud de onda ya que la longitud
del cable es de la mitad de la longitud de onda; además de ello está formado por otro cable
que va conectado a uno de los extremos de la U formada con el otro cable. Como ya lo
mencionamos anteriormente la longitud de la onda depende directamente de la frecuencia
de trabajo en la que estamos incursionando. Uno de los cables empleados para la
construcción del Balun es el cable coaxial pero existen algunos cables más para su
elaboración.
Las fórmulas tomadas en cuenta para poder dimensionar la longitud del cable son:
Donde f v es el factor de velocidad del cable, f es la frecuencia de trabajo en MHz.
Para nuestro caso, que trabajaremos en la frecuencia de 95,3MHz y construiremos el Balun
con cable coaxial RG-58 (factor de velocidad=0,66), las dimensiones del Balun que
tenemos que construir son las siguientes:
REFERENCIAS:
[1]: “La antena dipolo plegado”, [en línea], <http://www.antenna-
theory.com/spanish/antennas/foldeddipole.php>. [Consulta de 20 de noviembre de 2011].
L=103,88cm
L=1,04 m
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[2]: “EL TRANSFORMADOR BALUN”, [en línea],
<http://usuarios.multimania.es/ea2anw/radiotecnia/articulos/el-tranformador-balun.pdf >.
[Consulta de 20 de noviembre de 2011].
[3]: “BALUN”, [en línea], <http://www.qsl.net/lu1ea/antenas/balunes.htm>. [Consulta de 20 de
noviembre de 2011].
