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UNIVERSIDAD ESTATAL PENÍNSULA DE SANTA ELENA

FACULTAD DE SISTEMAS Y TELECOMUNICACIONES ESCUELA DE ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES CARRERA DE ELECTRONICA Y TELECOMUNICACIONES

TEMA:

ANTENA LOGARTIMICA

MATERIA:

ANTENAS

NOMBRES:

BACILIO NEREIXI BASILIO WELLINGTON VERA MERLY

PROFESOR:

ING. VICTOR FUENTES

FEBRERO 2018

Objetivos Objetivo General Elaborar una antena logarítmica usando elementos radiantes semejantes, cuyas distancias y frecuencias de resonancia propias se encuentren en progresión geométrica, siguiendo las respectivas condiciones y parámetros necesarios para que la antena opere con un rango de frecuencia que le permita receptar señal, y así lograr que la antena funcione correctamente observando la recepción de señal por medio de una tv.

Objetivos Específicos 

Seleccionar los elementos para el diseño de la antena



Realizar los cálculos necesarios para la elaboración de la antena



Realizar las mediciones para cada uno de los elementos a utilizar



Ensamblar la antena de acuerdo a los cálculos realizados



Verificar el funcionamiento de la antena logarítmica con el uso del televisor

ANTENA LOGARTIMICA Una antena logarítmica periódica es una antena de banda ancha, con varios elementos, unidireccionales la cual tiene características de la impedancia y de la radiación que sean regularmente repetidoras como función logarítmica de la frecuencia de la excitación. Los componentes individuales son a menudo dipolos. Esta antena está compuesta por una sucesión de elementos radiantes (o conductores) cuyas distancias mutuas y frecuencia de resonancia se hallan en progresión geométrica, o mejor dicho, consiste en un número de elementos activos puestos en paralelo por orden del más largo al mas corto en una escala. La Antena Arreglo Logarítmico Periódico de Dipolos (arreglos de dipolos log periodica- LOPA), es un grupo de antenas dipolos unidas y alimentadas alternativamente a través de una línea de transmisión común. Es la más común de las antenas VHF de banda ancha, también se está haciendo popular en UHF. Es una antena en banda ancha que mantiene una ganancia e impedancia constante. La antena trabaja en su región activa. que es la porción en la cual está emitiendo o recibiendo radiación eficientemente. La región cambia con la frecuencia. El elementó más largo que se muestra en la figura está activo en bajas frecuencias donde actúa como un dipolo de media onda. Como la frecuencia cambia en forma ascendente, la región activa cambia hacia delante. La frecuencia límite superior de la antena está en función del elemento más corto. FUNCIONAMIENTO La receptora de la señal o su región activa cambia continuamente dependiendo de la frecuencia, donde: En la frecuencia más baja de la operación, el elemento más largo es resonante, y el resto de los elementos actúan como directores. En la frecuencia más alta, el elemento más corto resuena y los otros elementos (más largos) actúan pues como reflectores en el centro de la banda de frecuencia. Los campos electromagnéticos producidos por estos elementos activos se suman para producir un diagrama de radiación unidireccional, en el cual la radiación es máxima hasta el extremo pequeño de la matriz. La radiación en la dirección opuesta es típicamente 15 a 20 db por debajo del máximo. Características generales de la antena log-periódica 

Una impedancia es una función periódica de la frecuencia de operación



Unidireccional y gran ancho de banda



El elemento más corto es 1/2de la frecuencia más baja



Ganancia inferior a una yagi con el mismo número de elementos



Parámetro de diseño: t=L1/L2 = D1/D2=L2/L3=…….

PATRÓN DE RADIACIÓN

El diagrama de radiación es peculiar al tipo de antenas, a sus características eléctricas y a sus dimensiones físicas. El diagrama de radiación se identifica con la antena que transmite, las mismas propiedades aplican a una antena en el modo de recepción. Esto se debe a que las antenas son dispositivos recíprocos, esto es que radiando captan energía electromagnética de la misma manera. El diagrama de radiación es peculiar al tipo de antenas, a sus características eléctricas y a sus dimensiones físicas. PARAMETROS DE DISEÑO       

Tiene una ganancia de 6.5 a 7.5 Db El ángulo α. Las longitudes de los dipolos Ln. La ubicación de los elementos con respecto al vérticedel triángulo, Rn. El espaciamiento entre dipolos σ. La constante de diseño τ, que es la relación entre la longitud de un dipolo o su ubicación con respecto alvértice y la longitud o ubicación del siguiente dipolo. El ángulo del vértice, que forma la proyección de los bordes de los dipolos con respecto al eje longitudinal de la antena α

ANCHO DE BANDA La antena logarítmica trabaja en el rango de 200Mhz a 400 Mhz se encuentra entre la banda de VHF Y UHF

Frecuencia de corte en alto y una frecuencia de corte en bajo de una ganancia de antena de 6.5 a 7.5dbi con una impedancia de entrada de 125 ohm. Los dos factores, tau (τ) y sigma (σ) son los únicos factores que consideramos para el diseño de la LDPA. *τes la razón de la longitud de un elemento con su vecino próximo más largo. Sigma es conocida como el espaciamiento constante relativo con el cual se determina el ángulo del vértice de la antena. CALCULOS 𝜏 = 0.865

𝛼 = 𝑡𝑎𝑛−1 [ 𝛼 = 𝑡𝑎𝑛−1 [

1−𝜏 ] 4𝜎

1 − 0.865 ] = 12.132𝜊 4𝑥0.157

𝜎 = 0.157 𝑐 = 3𝑥108 𝑚/𝑠 Ancho de banda deseado 𝐵=

𝐹ℎ 𝐹𝑙

𝐵=

400𝑀ℎ𝑧 =2 200𝑀ℎ𝑧

Ancho de banda en la región activa

Ancho de banda del diseño

𝐵𝑎𝑟 = 1.1 + 7.7(1 − 𝜏)2 cot(𝛼)

𝐵𝑠 = 𝐵 + 𝐵𝑎𝑟

𝐵𝑎𝑟 = 1.1 + 7.7(1 − 0.865)2 cot(12.132)

𝐵𝑠 = 2 + 1.573

𝐵𝑎𝑟 = 1.753

𝐵𝑠 = 3.506

Longitud de onda máxima 𝜆𝑚𝑎𝑥 =

Longitud del eje o mástil

𝑐 𝐹𝑙

3𝑥108 𝑚/𝑠 𝜆𝑚𝑎𝑥 = 200𝑀ℎ𝑧

𝐿=

𝜆𝑚𝑎𝑥 1 (1 − ) cot 𝛼 4 𝐵𝑠

𝜆𝑚𝑎𝑥 = 1.5𝑚

𝐿=

1.5 1 (1− ) 𝑐𝑜𝑡12.132 4 3.506

𝐿 = 1.24𝑚 Longitud máxima del dipolo 𝑙𝑚𝑎𝑥 =

𝜆𝑚𝑎𝑥 2

𝑙𝑚𝑎𝑥 =

1.5𝑚𝑡𝑠 = 0.75𝑚 2

Número de elementos 𝑁 =1+

𝑙𝑛 𝐵𝑠 1 ln 𝜏 ln 3.506

𝑁 = 1 + ln 0.865 = 9.65 =10

CONSTRUCCIÓN HERRAMIENTAS Y MATERIALES PARA CONSTRUCCION DE ANTENA

Sierra

Taladro

Tubo cuadrado de 3/4

Tubo para antena

Tornillos

Alambre 14

Aisladores de antenas 3/4

Flexómetro

Conector para antena

Pinzas

Conector para tv

PROCEDIMIENTO PARA LA CONSTRUCCION DE LA ANTENA 1._Medir cada uno de los dipolos Distancia entre dipolos D1,2=(2)(0.157)(0.750m)=0.235m D2,3=(2)(0.157)(0.648m)=0.203m D3,4=(2)(0.157)(0.560m)=0.175m D4,5=(2)(0.157)(0.484m)=0.151m D6,7=(2)(0.157)(0.418m)=0.131m D7,8=(2)(0.157)(0.361m)=0.097m D8,9=(2)(0.157)(0.269m)=0.084m D9,10=(2)(0.157)(0.232m)=0.072m 2._Considerar la distancia entre cada dipolo Longitud entre dipolos L1=0.75m L2=(0.75)(0.865)=0.648m L3=(0.648)(0.865)=0.56m L4=(0.56)(0.865)=0.484m L5=(0.484)(0.865)=0.418m L6=(0.418)(0.865)=0.361m L7=(0.361)(0.865)=0.312m L8=(0.312)(0.865)=0.269m L9=(0.269)(0.865)=0.232m L10=(0.232)(0.865)=0.201m

3._ luego perforar en la varilla

4._Colocar los aisladores de antenas con cada dipolo

5._ Ajustar con tornillos

6._Poner el conector de antena en la parte del el elemento más largo

7._Cruzar el alambre

8._Revisar cada uno de los dipolos que estén bien ajustados

9._Antena lista para comprobar su funcionamiento

10._ Televisor sin conexión a la antena

11._Conectar mediante el cable coaxial

12._canales sintonizados mediante el eso de la antena logarítmica

CONCLUSIÓN Para la elaboración de una antena es necesario conocer primeramente el rango de frecuencia con la que se desea trabajar, ya que de la frecuencia depende la operación de la antena, las medidas de cada elemento son primordial, ya que la ganancia de la antena depende de la separación de cada uno de los dipolos, así como también el ángulo del vértice, es decir los parámetros de la antena es lo primero que debemos calcular para saber los rangos en los que va a funcionar una antena. Se reviso el funcionamiento conectando la antena a un televisor y así comprobamos que la antena receptaba señal correctamente.