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Antenas y lneas para radio y televisin
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05 Unidad 3Antenas y lneas para radio y televisin
Estudiaremos:
Los principios y parmetros de las antenas.
Los tipos de antena de radio y televisin.
Las lneas de transmisin de seales de radiofrecuencia.
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1. Cmo funcionan las antenas?2. Parmetros de una antena3.
Antenas para radio y televisin terrestre
3.1 Dipolo simple o de Hertz3.2 Dipolo plegado3.3 Antena
Marconi3.4 Antena logartmico peridica3.5 Antena Yagui3.6 Antena de
dipolos enfasados
4. Antenas para radio y televisin por satlite5. Lneas de
transmisin
5.1 Lnea coaxial5.2 Gua de ondas
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1. Cmo funcionan las antenas?
Emiten ondas de radiofrecuencia
Antenas Reciben ondas de radiofrecuencia
Es una transductor Electricidad OEM
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1. Cmo funcionan las antenas?
Una antena funciona como una asociacin en paralelo de un
condensador y una bobina.
1. El condensador se carga y crea un campo elctrico
interior
2. El condensador se descarga a travs de la bobina creando
un
campo magntico
Campo elctrico y magntico en un circuito resonante paralelo o
circuito tanque.
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1. Cmo funcionan las antenas?
Para que el campo elctrico entre en contacto con el medio
de propagacin y se difunda por l, se separan las
armaduras del condensador.
As los campos se emiten al exterior
Al separar las armaduras, el campo elctrico se radia mejor.
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1. Cmo funcionan las antenas?
Campos elctrico y magntico en una antena.
La frecuencia de resonancia de la antena depende directamente de
la longitud de la antena.
Para facilitar su conexin, la antena tiene una separacin
en el centro
La antena funciona como un filtro pasa banda
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2. Parmetros de una antena
Frecuencia de resonancia
Parmetros
Impedancia
Ancho de banda
Directividad
Ganancia
Apertura de haz
Relacin delante/detrs
Rendimiento
Carga al viento
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2. Parmetros de una antena
Frecuencia de resonancia y ancho de banda
A la frecuencia de resonancia la transformacin de energa
elctrica en ondas electromagnticas es mxima.
Las frecuencias vlidas son aquellas cuyo nivel desciende con
respecto al
mximo menos de 3 dB.
A menudo interesa transmitir de modo ms lineal los diferentes
canales de
una banda de frecuencias.
Curva de respuesta de frecuencia.
Frecuencia de resonancia
Las frecuencias en torno a la de resonancia tambin son
emitidas.
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2. Parmetros de una antena
Impedancia
La impedancia es la oposicin de la antena al paso de la seal
elctrica.
Su valor el mnimo a la frecuencia de resonancia.
Directividad
A menudo interesa que la antena no reaccione igual en todas
direcciones.
En algunas antenas se favorece la recepcin en algunas
direcciones, reducindola en el resto.
Se representa mediante diagramas de radiacin.
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2. Parmetros de una antena
Ganancia y apertura de haz
Apertura de haz.
En ciertas antenas podemos concentrar la potencia radiada en una
sola direccin,
aumentando por tanto la ganancia directiva.
Cuanto mayor es la directividad de una antena, menor es su
apertura de haz.
El margen de ngulos en los que la antena emite o recibe de forma
aceptable
se llama apertura de haz.
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2. Parmetros de una antena
Relacin delante-detrs, rendimiento y carga al viento
Relacin delante-detrs.
El rendimiento define la eficacia de trabajo de la antena
respecto de la ideal.
La relacin delante-detrs expresa la diferencia de ganancia de
una antena en funcin de la direccin desde la cual le llegan las
ondas.
La carga al viento evala la resistencia de la antena al viento
una vez montada
en el mstil.
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3. Antenas para radio y televisin terrestre
Dipolo simple o de Hertz
Antenas para radioy TV terrestre
Antena Marconi
Dipolo plegado
Antena logartmico-peridica
Antena Yagui
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3. Antenas para radio y televisin terrestre
3.2 Dipolo simple o de Hertz
Es una antena resonante a /2.
Esta antena se puede utilizar tanto en polarizacin vertical
como
horizontal.
Emite o recibe en todas las direcciones, excepto en la de
su eje.
la direccin de mxima radiacin es la perpendicular al
eje de la antena
Dipolo simple y diagrama de radiacin.
Est formada por dos varillas.
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3. Antenas para radio y televisin terrestre
3.2 Dipolo plegado
Es una antena resonante a /2.
Tiene una sola varilla doblada y abierta en la zona
inferior.
El ancho de banda es ms elevado que en el caso del dipolo
simple.
Dipolo plegado.
Soporta mejor la fuerza del viento.
Dipolo plegado para FM.
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3. Antenas para radio y televisin terrestre
3.3 Antena Marconi
Es una antena resonante a /4. Consta de una de las dos varillas
de la antena de Hertz, y un plano conductor colocado
perpendicularmente a ella.
El plano conductor acta como espejo, creando un segundo dipolo
virtual.
Principio de funcionamiento de una antena Marconi.
Es un buen emisor y receptor de ondas polarizadas
verticalmente.
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3. Antenas para radio y televisin terrestre
3.4 Antena logartmico-peridica
Consta de varios dipolos de /2 detamao y separacin
creciente.
Tiene un gran ancho de banda.
Antena logartmico-peridica.
Es una antena directiva, y resonante a un gran margen de
frecuencias.
Estructura de la antena.
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3. Antenas para radio y televisin terrestre
3.5 Antena Yagui
Consta de un dipolo simple o plegado al que se aaden
varillas
metlicas como elementos pasivos.
Antena Yagui y diagrama de radiacin.
Una de las varillas tiene la funcin de reflector, el resto son
elementos directores.
Ejemplo de antena Yagui.
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3. Antenas para radio y televisin terrestre
3.5 Antena Yagui
Ejemplos de antenas Yagui y diagramas de radiacin.
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3. Antenas para radio y televisin terrestre
3.6 Antena de dipolos desfasados
Antena de dipolos enfasados y diagrama de radiacin.
Se basa en utilizar varios dipolos prximos, alimentados con la
misma seal.
Generalmente se le aade un reflector pasivo.
Las ms comunes son las antenas de panel,
con cuatro dipolos enfasados, que tienen polarizacin
horizontal.
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4. Antenas para radio y televisin satlite
De foco primario
Antenas para radioy TV satlite
Offset
Cassegrain
Plana
Multisatlite
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A. Antena de foco primario
Antena de foco primario.
Refleja las seales procedentes de la direccin de su eje hacia el
foco de la
parbola.
El ngulo de apertura es de slo 1 o 2 grados.
La ganancia aumenta con el dimetro del reflector.
Tiene un rendimiento entre el 50% y el 65%.
4. Antenas para radio y televisin satlite
En el foco se coloca un dipolo, que recibe las ondas.
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B. Antena Cassegrain
Antena de Cassegrain o de doble reflexin.
Es una antena de foco primario a la que, en el foco de la
parbola, se le ha instalado un reflector hiperblico.
El foco del reflector hiperblico se hace coincidir con el vrtice
de la parbola en
el cual hay una gua de ondas.
Son mayoritariamente utilizadas en radiotelescopios o en
sistemas de
emisin de seales hacia el satlite.
En antenas grandes, su rendimiento puede llegar al 70%.
4. Antenas para radio y televisin satlite
Tiene zonas de sombra.
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C. Antena Offset
Antena Offset.
Resuelve el problema de la zona de sombra.
Debido al desplazamiento de la posicin del foco, es necesario
hacer una correccin en la elevacin de la
antena.
Su rendimiento est en torno al 80%.
4. Antenas para radio y televisin satlite
El foco de la parbola est fuera de la zona til del
reflector.
La direccin de apuntamiento no es tan evidente como en
otras.
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D. Antenas plana
Antena plana.
Funcionan asociando un gran nmero de dipolos, y
sumando sus seales.
Se utiliza para recibir seales con polarizacin circular.
4. Antenas para radio y televisin satlite
Los dipolos se colocan por parejas, en ngulo
recto y en estructura de rbol de manera que puedan captar as
las
polarizaciones vertical y horizontal.
Su ganancia es baja por lo que slo sirven para la recepcin de
satlites de alta potencia.
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E. Antena multisatlite
Funcionamiento de un sistema multisatlite.
El objetivo es captar, con una sola antena, la seal de varios
satlites cercanos entre s.
4. Antenas para radio y televisin satlite
Es necesario ajustar el ngulo de incidencia de cada conversor,
hasta que se reciba la seal de todos los
satlites.
Detalle de los conversores enun sistema multisatlite.
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5.1 Lnea coaxial
Estructura de una lnea coaxial.
5. Lneas de transmisin
Esta construccin garantiza el apantallamiento de la seal.
Los cables coaxiales presentan una atenuacin creciente con la
frecuencia.
Est formada por dos conductores concntricos, separados por un
aislante.
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5.1 Lnea coaxial
Caractersticas fundamentales de la lnea coaxial.
5. Lneas de transmisin
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5.1 Lnea coaxial
Caractersticas de los cables coaxiales.
5. Lneas de transmisin
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5.1 Lnea coaxial
Caractersticas de los cables coaxiales.
5. Lneas de transmisin
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5.2 Gua de ondas
Respuesta en frecuencia.
5. Lneas de transmisin
Sirven para transportar seales de microondas.
Sus medidas definen su frecuencia en frecuencia.
Ejemplo de gua de ondas.
Son tubos en cuyo interior se propagan las ondas
electromagnticas.
