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Demostrador de Sistemas de Antenas ASD512 Volumen 2 Equipo y Experimentos

FEEDBACK Información Técnica

Instrumentos con Realimentación Limitada

La traducción de este Manual de Laboratorio fue realizada por alumnos de la asignatura de Electromagnetismo III (Ciclo II-2005), bajo la supervisión del Ing. Walter Zelaya. Se reconocen los derechos de autor y el requerimiento de obtener los permisos para la publicación de este documento por parte de Feedback Instruments Limited. Sin embargo, queda restringido el uso de este manual para el trabajo de laboratorios con los equipos de entrenamiento de antenas de la Corporación ya mencionada, exclusivamente en la Escuela de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de el Salvador.

A continuación aparecen en orden alfabético los alumnos que colaboraron: Argueta Díaz, Sixto Edwin Aviles Flores, José David Ayala Alas, Héctor Aníbal Campos Marroquín, Félix Enrique Cartagena Portillo, Juan Pablo Colocho Susana, Luís Alonso Contreras Menjivar, Francisco Miguel Cruz Fernández, David Enrique Escobar Beltrán, Wilmar David Franco Arias, Alexander Mauricio Fuentes González, Carlos Edwin Hernández Castro, Carlos Humberto Hernández Medina, Juan Carlos López Huezo, Alfonso Estanislao Meda Araujo, José Ricardo Méndez Flores, Jorge Eduardo Morales Cruz, Edgar Johan Pérez Brito, José Ernesto Pérez Santamaría, Rolando Alfredo Reyes Medrano, Willian Ovidio Sánchez Morales, Rony Stalyn Segovia Ramos, Francisco Henry Sorto Perdomo, Godofredo

© 2005 Walter Zelaya Escuela de Ingeniería Eléctrica Universidad de El Salvador

DEMOSTRADOR DE SISTEMA DE ANTENA ASD512

Volumen 2

Advertencia Este es uno de los libros que contiene la demostracion del sistema de antena ASD512. Volumen 1, esta encaminado para el uso durante la preparación de la lectura o discusión sobre el tema de antenas en que el ASD512 será usado para demostración. Provee una explicación no matemática de la teoría de las antenas, en términos relevantes para una demostración realizable del ASD512. Volumen 2, (este libro) combina las funciones de un manual para el equipo y un manual para uso durante las demostraciones. Por lo tanto incluye instrucciones de chequeo, mantenimiento y establecimiento del equipo y para llevar a cabo la demostración. También contiene dentro de la sección de demostraciones breves recordatorios de los puntos en que cada demostración esta encaminada a transmitir a los estudiantes.

Reconocimiento La demostracion del sistema de antena ASD512 esta basado en ideas originales de H.V. Sims. C. Eng. FIEE FIERE, quien ha dado a Feedback Instruments Limited Ltd, considerable ayuda en el desarrollo o desenvolvimiento del equipo y en la preparación de los dos manuales acompañantes. El Sr. Sims, quien era ingeniero formal de la Antena BBC en Daventry y cabeza de proyectos técnicos y servicios en el que el departamento de entrenamiento de ingeniería a demostrado y leído en “antenas” del equipo de ingeniería de la BBC y las universidades, colegios técnicos y Sociedades de aprendizaje por muchos años.

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Instrumentos con Realimentación Limitada

11. Antena en loop 10. Radiador con Ranura

Fig.1 Demostraciones incluidas en este volumen

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Contenidos

Advertencia

Programa de equipo:

Sección 1

Desempacando y chequeando Carga de batería

Sección 2

Notas de operación

Sección 3

Demostraciones 1.

Circuito extendido

2.

Corrientes balanceadas en un circuito extendido

3.

El alimentador balanceado

4.

Antenas vertical, alimentadas en la terminal

5.

Alterar la longutud efectividad de una antena

6.

Antenas practicas de carga superior

7.

Antenas direccionales con elementos de conducción

8.

Arreglos parásitos

9.

Antena con elementos doblados

10. Radiador con Ranura 11. Antena de loop .

Sección 4

Descripción de los circuitos Mantenimiento Generador RF Detector de radiación Voltaje y detector de corriente

Especificación

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Programa de equipo Generador RF Plano de Tierra Bandeja de almacenamiento

Suministran y mantiene a la vez

Contenido: Lamina de metal agujereada Dos cajas contenedoras de accesorios: 2 cables cargadores de batería. 1 cable coaxial alimentador 1 conexión corta (22). 1 elemento alambre (23) 34 lámparas 3.5V 0.15A MES, tipo vital 6191. 3 lámparas 2.5V 0.2A MES, RS tipo de componentes 573-863. 10 conectores 20 espaciadores 1 varilla estabilizadora 1 Terminal con una resistencia (24) 3 fusibles 1 A Detector de corriente y voltaje Detector de Radiación Eje conductor para instalación en el plano tierra Elementos numerados son indicados en la viñeta de fondo de la bandeja de almacenamiento, tal como son mostrados: Cant. No. 2 (1) Varilla recta de media onda 4 (2) Varilla angular 1 (3) Antenas con espiral y lámparas de media onda 1 (4) Antenas con lámparas de cuarto de onda 1 (5) Varilla en base metal, director de cuarto de onda 1 (6) Varilla en base metal, reflector de cuarto de onda 1 (7) Varilla con conector en forma de T 2 (8) Varilla con conector en forma de T corto 1 (9) Loop, largo cuadrado. 1 (10) Antena con lámparas de cuarto de onda doblada. 1 (11) Loop pequeño redondo 2 (12) Conectores en forma de U 2 (13) Varilla recta 1 (14) Varilla doblada en ambos finales 1 (15) Varilla doblada en ambos finales 1 (16) Varilla recta 1 (17) Varilla aislada en la base, reflector de media onda 1 (18) Varilla recta de media onda 1 (19) Varilla aislada en la base, director de media onda 1 (20) Disco de capacitancia 2 (21) Varilla con enchufe en el final para usó en el detector de radiación 1 (25) Tubo fluorescente

Fig 2

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Fig.3 Bandeja de almacenaje

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Instrumentos con Realimentación Limitada

Fig.4 Sistema demostrador de antenas ASD512

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Instrumentos con Realimentación Limitada La caja pequeña de carton contiene un generador RF que seran insertados en las ranuras de poliestireno expandidos. sostengalo y retírelo junto con el generador RF la caja. La caja y los contenedores puede ser que estén aun lado para rehusarse si es requerido. El generador RF requiere un adaptador para conectar el abastecimiento de energía. Los cables de abastecimiento son identificado por los siguientes colores:

Café

vivo

Azul

neutro

Verde/amarillo

tierra

Antes de conectar al abastecimiento (de energía), revise que el selector de voltaje de abastecimiento este debajo del generador RF y reinicie si es necesario para situar su abastecimiento de voltaje extrallendo la peria y girando en la posición apropiada y conentandola en esa posición. Luego del abastecimiento correcto de voltaje, conectelo en el cable de abastecimiento y cámbielo en el abastecimiento. Repita la operación con el botón rojo “potencia” presionándolo causara que el indicador de la lámpara se encienda y se apague. Con el instrumento encendido, rote la peria de potencia de control RF en el sentido de las agujas del reloj de la posición “min”. Un operador encendido dejando la posición del “min” (completamente en el sentido contrario de las aguja del reloj), que se vuelve a los circuitos RF de la unidad del generador RF que se indicado por la “potencia RF” de lámpara. Cuando la peria de potencia RF es movido hacia la posición “max” una lectura debe ser dada por el medidor.Una similar lectura debe ser dada por cualquera de las posiciones “hacia a delante” y “reverza” de las posiciones del interptor del medidor de potencia. NOTA IMPORTANTE: Antes de hacer cualquier conexión a la salida RF o dejar funcionando el generador de potencia RF por cualquier periodo de tiempo, verifique que los requisitos de la licencia estén totalmente completos.

La mayoría de los componentes del mostrador serán encontrados en la bandeja de acumulador abajo, empacado de una manera que les permita la facilidad del chequeo, remover o reemplazar. El lugar de cada componente es claramente especificado y si los componentes son correctamente reemplazados en la posición señalada después de usados, el control de inventario será simplificado. La bandeja acumuladora tiene dos hoyos cerca de la cima. La cima cercana del titulo impreso en las viñetas del deposito en la cual la bandeja podrá estar colgada en la pared o en un lugar conveniente. Hay otras cosas que hacer primero, si se suscitan arreglos a la hora de colgar y no se tienen hechos seria conveniente referir hacia la cima y la base de la bandeja acumuladora será solamente si esta colgada. Desde la base de la bandeja acumuladora se remueven dos bloques rectangulares, el voltaje y detector de corriente y el detector de radiación. Estos contienen baterías que puedan necesitar ser cargadas antes de ser probadas. Encuentra en la caja en la bandeja acumuladora dos cables terminales y cada uno termina en 3 pin DIN. El final de cada uno, el cable tendrá un adaptador en el detector de carga, que será encontrado en el generador RF. El adaptador con finales libres de los cables en dos detectores, encienda el generador de potencia (pero no la potencia RF ) y deje las baterías en carga un tiempo mientras trabaja en otro equipo. Podría ser conveniente en este momento colgar la bandeja acumuladora o puede ser hecho después. Lejos de esto, lo siguiente a realizar es chequear el contenido del manual de equipo in figuras 2 y 3. La superficie del lado despintado es conocida como plano de tierra, representa la conductividad de tierra com los estándares de la antena. puede ser encontrada una etiqueta entre las dos empuñaduras. Una perilla de control sera instalada. La perilla será encontrado en la caja de almacenamiento, junto a un eje de manejo. El manejo deberá pasar a través de un agujero en la etiqueta y acoplado al eje corto emergente de la caja de aluminio central, usando un acoplamiento Fig., 5, el cual será encontrado en la caja de accesorios. La relación angular entre 2 ejes no es importante, si la escala es arbitraria. Sin embargo es sugerido que el eje conductor se mantenga acoplado

Apagado el generador de potencia RF, pero dejando los instrumentos conectados al abastecimiento preparado para cargar la bateria. Después de desempacar, la caja grande con la empuñadura debe ser puesta en una superficie plana con el lado sin pintar hacia arriba. Cuatro pasadores deben ser liberados, dos de ellos comenzaran cerca de la mano y dos del lado más lejano. Destapar la mitad superior de la caja colocandola a un lado. Dentro encontraras una lamina grande de metal con ranuras.estas dos seran removidas.

Fig. 5

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Instrumentos con Realimentación Limitada permanentemente en uso normal, y sea regresado a la caja de almacenamiento solo para ser transportado. Verifique si hay un cable coaxial entre la caja de aluminio central y un socket a un lado, y si esta apropiadamente conectada . Coloque el plano tierra en una superficie horizontal (normalmente el escritorio), con la superficie despintada hacia ariba, listo para usar. El cable alimentador debera estar conectado ahora a un final de salida del generador RF el otro final deberá estar conectado al socket coaxial ahuecado en el lado izquierdo del plano tierra. Conecte la varilla larga de la antena(18) en el agujero izquierdo en el centro del plano de tierra (ver figura 4.1 en la descripción de demostración 4). Desconecte los cables cargadores de los detectores. conecte las varillas cortas(21) en los socket a cada lado del Detector de Radiación. Luego de satisfaser todos los requerimientos de licencia, asi como escuchar la salida la frecuencia de operación y haciendo una entrada en un registro, estableciendo el medidor de potencia cambiandolo “adelante” (forward), rotando el control de potencia RF en el sentido de las agujas del reloj hasta que el medidor de potencia de una lectura. Regule el Ajustador de la antena en el plano de tierra hasta la potencia maxima(el ajuste es cercano a ser critico). Presionar el botón de encendido(on) en el detector de radiación y sosténgalo cerca de 0.5 metro lejos de la varrila de la antena(18) con las varillas paralelas. La lámpara del detector de radiación deberá encender dando una luz brillante más o menos correspondiente a la potencia RF de la escala. La brillantes deberá bariar de acuerdo a la distancia entre la antena y el detector asi como el ultimo es girado. Estas verificciones el generador RF, el cable alimentador, ensamblado del plano tierra y el detector de radiación. Reduse el ajuste de potencia y verifica que el detector de voltaje y el de corriente indicando una variacion de voltaje y corriente a lo largo de la varilla de la antena, cuando es usado como directo en el párrafo final de las notas de operación (sección 2). La indicación del voltaje se incrementara cuando la corriente es menos y viceversa. Para una verificación rápida del tubo fluorescente, apague el generador de potencia RF, conecte un sugundo tipo varilla(1) a lo largo de la antena ya en posiciòn. Sostenga el tubo de un lado, de modo que el centro toque ambas varillas cerca del fondo. Lleve el generador de potencia RF al máximo y ajuste la antena. El tubo deberá resplandeser absolutamente cuando se sostenga cerca de los extremo o del fondo de las varilla, pero no en el centro. Los focos de la lámpara en la antena (3), (4) y (10) son las mas fáciles y rápidas de verificar usando un tester ordinario de continuidad, el medidor de resistencia o el

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que guste; o conectando una batería de 3V entre la varilla y cada lado de cada uno de los focos en proceso. Si alguna de estas antenas no es continua podrá ser simplemente debido a que un foco esta mal en roscado, si un focos se encuentra dañado, use un foco de 3.5V y 0.15A en los elementos de la antena, los focos de 2.5V y 0.2 A en el detector de radiación. Cuando el equipo ha pasado todas estas verificaciones puede ser utilizado con confianza, previendo que las baterías estén suficientemente cargadas.

Carga de baterías Las baterías son cargadas cuando son conectadas al detector de carga ajustado al generador RF cuando el abastecimiento”lattr” es encendido(como fue detallado antes). No deje el generador RF cargando por mucho tiempo. Las baterías pueden dejar cargarse indefinidamente sin daño alguno y no se descargaran si se deja conectad al cargador luego de ser apagado o un fallo de potencia. Toma aproximadamente 7 horas en restaurar carga completa a una batería vacía. Una carga completa proveerá cerca de 2 horas de uso en el detector de radiación, o tres de uso en el detector de voltaje y corriente. También las baterías no se deterioraran si se dejan en condición de descargadas, estas baterías necesitaran al menos media hora de carga para ser utilizadas completamente. La carga regular que para ellas es recomendada.

Requerimientos de licencia Es necesario en el Reyno unido por establecimiento de uso de equipo para tener una licencia de prueba y desarrollo(radiación) disponible a bajo costo desde la oficina central. Para otros países los requerimientos deberán ser específicos de las autoridades apropiadas y responsable del control de radiotransmisiones. El estándar de frecuencia de operación del ADS512 es 167.200 MHz mas o menos 50KHz, pero el equipo puede ser abastecido por frecuencias arriba de los 10MHz subiendo o bajando luego cuando estas requieran satisfaser leyes locales de transmisión. Otros detalles son proporsionados en especificación al final de este manual.

NOTAS DE OPERACIÓN Esta sección contiene la guía en uso del equipo durante las demostraciones. Asume Una familiaridad básica con el equipo y eso que el equipo está en orden, con baterías Cargadas. Para estos detalles se refiere a la sección previa requerida.

Preparación Para cada demostración o cada experimento el Generador de RF y el plano de tierra deben de ser colocados a fin de que sus controles sean accesibles para la demostración, y deben estar interconectados por el cable alimentador coaxial. Las baterías de los detectores deberían haber sido cargadas. En algunos casos cabe la posibilidad de ensamblar algunos componentes de la antena conjuntamente antes que la demostración tenga lugar. La asignación de estas indicaciones es dada para cada demostración después del encabezamiento ' Pre-analizado’.

Sección 2 interruptor asociado. Lo útil en la salida es la diferencia entre la potencia en directa y la potencia inversa. Donde posiblemente la carga debería ser ajustada (normalmente por medio de la Antena Correspondiendo al control del Plano aterrizado) para la potencia inversa mínima. Esto minimiza las tensiones o stress, acomodándolo en el amplificador de potencia, lo cuál se espera que prolongue su vida. A excepción que puede tener que hacerse con algunas cargas de impedancia alta (en general la antena alimentada por el extremo de media onda, Demostración 4), mejores resultados seran obtenidos ajustando cuidadosamente para la máxima potencia en directa, y la potencia de reversa no es muy afecta. La salida de RADIOFRECUENCIA puede ser amplitud modulada por inyección o modulando la señal dentro del conector en miniatura. La impedancia de entrada es 600 ohm, y el 100 % de modulación son obtenidos alrededor de -15 dBm de entrada.

Plano tierra. ADVERTENCIA Antes de manejar el equipo, encuentre o averigüe que o cuales son los requisitos impuestos por los permisos autorizados.

Los controles del Generador RF. La ' potencia ' del interruptor del botón de encendido controla la fuente que da abasto para el instrumento entero. No hay otro interruptor que controle la carga de la batería . La potencia de RF es cambiada por el control rotativo y la manija e indicada arriba por la lámpara. Esto debería ser desconectado cada vez que la RADIOFRECUENCIA no sea requerida, y en particular antes de permitir a cualquier parte del cuerpo tocar una antena conectada.

El otro control el cual afecta la operación del Generador de RADIOFRECUENCIA es el control del acercamiento de la antena en el Plano Tierra. Aunque Esto puede ser rotado sin límite, todo es posible, Los ajustes son obtenidos dentro de 180 grados. Las escalas de marcación son muy arbitrarias, pero pueden ser útil para referencia. Aunque varios ajustes son en principio requerido para permitir todos los acercamiento de tipos de carga correspondiente, en interés de una operación simple de control ha sido diseñado Para darle una suficiente aproximación a que haga un acercamiento Por el ajuste de la única perilla. Úselo como indicaciones en la anterior descripción del medidor de potencia en el Generador de RF.

El medidor de potencia mide separadamente la potencia de RADIOFRECUENCIA fluyendo hacia el conector de salida de RF (la potencia incidente o en directa) y la potencia reflejada de regreso de este (potencia en Reversa), dependiendo de La posición del

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Instrumentos con Realimentación Limitada Construcción de antena Algunas antenas son proporcionadas completas; Las otras Necesitan ser ensambladas. En general, el ensamblaje Consta de unir las seccionesde varilla de cobre amarillo plateada, ensamblar las varillas los conectores de la caja de accesorios. Inténtando tener las varillas unidas, estas tienen huecos transversales, estas se engranan en pequeños trozos uniendo las etiquetas del conector. Con una poca práctica esto se hará fácil, incrustar las varillas con conectores por inserción en ángulo, con La subsiguiente alineación, como se muestra en la figura 7.

Detector de la Radiación El Detector de Radiación es deseado para explorar el campo de radiación en poca distancia de la antena, cuya fuerza es mostrada por su lámpara. Este es usado todo el tiempo con el par de barras (21) conectadas en los sockets en cada lado, Fig., 11. Puede ser ensendido y apagado presionando los botones. No se recibe radiación por dos minutos se apagara, conservando la batería cargada. Los circuitos conmutativos son Deshabilitado si un muy fuerte radiación es recibida, asi por lo que el detector siempre se encenderá a la radiación fuerte. Cuando la radiación decrece el cambio normal, el manual o automática, será Reanudado.

Los espaciadores plásticos de la figura 8, sirve para soporte adyacente, paralelos de las varillas en la distancia adecuada.con un simplemente broche en las varilla con una leve precion. Una importante excepción es el separador usado en la construcción del terminador de resistencia de la Fig. 9. Este exterminador se incorpora un espaciador que es encolado a los conectores y no debería ser separado. El Detector de Voltaje y Corriente Este detector es para explorar la distribución de El voltaje y la corriente a lo largo de la longitud de un conductor. La indicación de voltaje es un incremento progresivo de la alta iluminación de la columna ' V ´. La columna de las lámparas como el campo eléctrico aumenta. La indicación de la corriente asimismo ilumina La columna de ´I´ asi como el campo magnético aumenta. Los campos en cuestion, son aquellos inmediatamente rodeando al conductor, asi en uso, El detector debe ser sostenido con la ranura en la punta de prueva rodeando al conductor como en fig. 12.

Cierta cantidad de antenas al ser construidas seran la suficientemente largas para requieren algun soporte cuando sean sujetas a turbulencias. La varilla plásticas con una endidura al fnal es proprcionada para puede ser sujetado en una mano y usada constantemente la antena mientras la otra mano esta explorando la antena con el Detector de Voltaje y de corriente (vea fig. 10).

No hay un interuptor en el detector de Voltaje y corriente, el consumo de la batería Cuando no esta trabajando es despreciable.

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CIRCUITO EXTENDIDO

DEMOSTRACIÓN 1

Propósito Demostrar que la radiación toma lugar de un circuito eléctrico si y sólo si, está extendido en el espacio.

Conéctese la bobina como se muestra en fig. 1.1.

Instrumentos El generador RF El alimentador El elemento de alambre (23) El detector de radiación El tubo fluorescente

Preliminar El elemento de alambre (23) debería ser bobinado en una bobina de casi cinco vueltas. Esto puede realizarse bobinándolo alrededor de la base de un elemento parásito (17)

Método (parte 1, circuito lumped)

Coloque la potencia máxima determinada en El Generador de RFs. Ajuste acoplamiento de antena para obtener la potencia reflejada mínima. Explore los campos. El tubo fluorescente muestra un campo eléctrico cerca de la bobina, fig. 1.2.

ADVERTENCIA Hay un peligro particular con esta demostración. La fuerza de los campos aumentados dentro de la bobina concentrada es tan intensa que un dedo insertado en la bobina cuando RF está presente podría desarrollar un coágulo de sangre, con consecuencias peligrosas.

Manténgase a distancia las manos de la bobina cuando la potencia de RF está presente.

El detector de radiación muestra campo eléctrico cuando la punta de su elemento está junto a la bobina, fig. 1.3. Muestra el campo magnético cuando el centro del detector está cerca del centro de la bobina y los elementos están alineados con el alambre de la bobina. Nota que los campos eléctrico y magnético son confinados a la vecindad inmediata de la bobina. Ninguna radiación toma lugar. Apague.

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Instrumentos con Realimentación Limitada Método (parte2, circuito extendido) Desconecte el terminal derecho de la bobina. Estire el alambre a fin de que quede verticalmente en la terminal izquierda. Coloque máxima potencia, ajuste acoplamiento de antena para la que potencia reflejada sea mínima. Explore con el detector de radiación, mostrando que la radiación se extienda a alguna distancia del alambre (fig.1.4)

Conclusión Aunque los campos fuertes pueden existir en un circuito lumped, ninguna radiación significante toma lugar de ella. Cuando el circuito está extendido el campo viaja a través de radiación exterior, formando radiación.

CONSIDERACIONES PRÁCTICAS Y APLICACIONES. Una antena es requerida para que cualquier energía eléctrica sea convertida en radiación o viceversa, por ejemplo, para la radio transmisión y recepción. Una antena eficiente debe tener dimensiones que no son demasiado pequeñas en relación a la longitud de onda. Recíprocamente es requerido con frecuencia que un equipo eléctrico sea prevenido de radiación o de la radiación externa recibida. Aunque medidas pude ser elaboradas con un ambiente protegido, estas pueden ser costosas. La forma más simple de minimizar la transmisión o recepción de radiación no deseada es reducir el tamaño del circuito, y mantener todos los conductores cerca entre sí.

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CORRIENTES BALANCEADAS EN UN CIRCUITO EXTENDIDO

DEMOSTRACIÓN 2

Propósito Para demostrar que si corrientes iguales fluyen en direcciones opuestas en dos conductores vecino, entonces la radiación de un conductor cancela la radiación del otro, dando virtualmente ninguna radiación para el par de conductores .

Instrumentos El Generador de RF El alimentador El plano de tierra 2 varillas (2) 2 varillas (13) El detector de radiación El detector de voltaje y corriente

Método Conéctese como en fig. 2.1. Encienda y mantenga el tubo fluorescente cerca del fin de las varillas. Ajuste el acoplamiento de antena para el brillo máximo. Use el detector de radiación para mostrar el campo nulo entre las barras (fig. 2.2) y también para enseñar que la radiación no toma lugar. Reduzca potencia. Use el detector de voltaje y de corriente para mostrar onda estacionaria (el alto voltaje en los terminales, corriente alta en el medio). Apagar, extienda las barras como en fig. 2.3. Eleve la potencia y muestre que fuerte radiación toma lugar, usando el detector de radiación. Reduzca potencia. Use el detector de voltaje y corriente para mostrar que hay alto voltaje quieto en los terminales y la corriente alta en el medio.

El tubo fluorescente

Preliminar Fig. 2.1 muestra como puede ser armado.

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Instrumentos con Realimentación Limitada

Conclusión El mismo largo del conductor, y distribuciones de similares voltajes y corrientes en cada uno, fueron usados en las dos partes de esta demostración. En la primera parte poca radiación ocurrió porque las corrientes adyacentes fluyeron en direcciones opuestas: cualquier radiación de un conductor fue cancelada por la radiación opuesta del otro. En la segunda parte los conductores extendidos llevaron corrientes en la misma dirección, produciendo radiaciones que se sumaban mutuamente.

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La antena formada por las varillas extendidas tuvo una longitud total de media longitud de onda. Este tipo de antena es llamado un 'dipolo de media onda’. Este es el tipo más simple de antena, el cual es un eficiente radiador o un receptor de radiación sin componentes añadidos. Es por consiguiente ampliamente usado, solo y en conjunción con otros elementos. El dipolo de media onda también sirve como una útil referencia estándar para comparar el funcionamiento de otros sistemas de antenas.

EL ALIMENTADOR BALANCEADO Propósito Para mostrar que:

DEMOSTRACIÓN 3 baja potencia ajuste el acoplamiento de antena para la potencia reflejada mínima. Compruebe la potencia incidente y ajústelo cerca de 2W (mucha potencia quemará la resistencia).

La potencia puede ser comunicada a lo largo de conductores extendidos sin radiación con tal que los conductores adyacentes lleven corrientes iguales y opuestas. La potencia puede ser absorbida en el extremo más alejado por una correcta impedancia terminación, de otra manera es reflejada el enviado al extremo.

Instrumentos El Generador de RFs El alimentador El plano de tierra 2 varillas (2)

Se encontrará que el voltaje y la corriente cambian mucho menos (idealmente nada) a lo largo de la longitud del alimentador. Note que la resistencia se caliente. Use el detector de radiación para mostrar que no hay radiación.

1 conector U (12)

Cortocircuite el fin del alimentador con una pieza U (12), y demuestre que otra vez hay ondas estacionarias, aunque los máximos de voltaje y corriente se han desplazado.

Preliminar

Conclusiones

Esta conveniente demostración es consecuencia lógica de la anterior. Sin embargo para una demostración separada, el alimentador, fig. 3.1 puede estar prearmado. El conector U (12) debería ser proporsionado de un conector en cada extremo.

Las ondas estacionarias ocurrieron cuando la terminación fue en circuito abierto así como en cortocircuito. (de los cuales ninguno puede absorber potencia). Esto sucede porque la potencia es reflejada, y las ondas incidente y reflejada se combinan para producir la onda estacionaria.

2 varillas (13) 1 terminador de resistencia (24)

Método La distribución de voltaje y corriente en el alimentador no terminado de fig. 3.1 debería ser mostrado, utilizando el detector de voltaje y corriente. Las ondas estacionarias deberían ser evidentes.

Si de alguna manera una resistencia estuviera usada como una terminación la potencia es absorbida, entonces ninguna potencia está reflejada, y las ondas estacionarias no ocurren. (Note que una resistencia particular la " impedancia característica" del alimentador, esta obligada a absorber toda la potencia).

Apague luego terminar de alimentar la resistencia conectada en sus extremos, fig. 3.2. Encienda y en una

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EL ALIMENTADOR BALANCEADO

CONSIDERACIONES PRÁCTICAS Y APLICACIONES

Un alimentador es simplemente una línea de transmisión para comunicar potencia de RF entre antena y la fuente de RF o el receptor. Es frecuentemente conveniente separar la fuente (o receptor) de la antena; ciertamente en algunos casos llega a ser esencial, por ejemplo cuando los aparatos o la gente que los opera son suficiente para interferir con el patrón de radiación, o cuando podrían estar expuestos al peligro de fuertes campos de RF de la antena. Si el alimentador no esta correctamente ajustado, o acoplado a la carga, las ondas estacionarias resultantes estan asociadas con energía reflejada a lo largo de la línea. La energía reflejada es pérdida para la carga y el proceso aumenta las pérdidas en la línea; la eficiencia del alimentador es disminuida. Si el alimentador está correctamente terminado, entonces toda la energía que llega a la carga es absorbida por la carga (o la terminación), a fin de que no haya oportunidad para añadir perdidas por la reflexión. Una ventaja más de finalisarla correcta es que la impedancia presentada en las terminales de la línea no es significativamente dependiente de la longitud de la línea, en contraste a una variación grande de un cuarto de longitud de onda en una línea mal acoplada.

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DEMOSTRACIÓN 3

ANTENAS VERTICALES, ALIMENTADAS EN LA TERMINAL

DEMOSTRACIÓN 4

Propósito Preliminar Para mostrar que:

Una antena puede ser controlada por un voltaje entre el tierra y ella. EL manejo de impedancia no es necesariamente el mismo que resistencia de radiación, y depende solo de la longitud de la antena.

Instrumentos

RF Generador Alimentador Plano Tierra Varilla de media onda (18)

La conexión corta debe ser arreglada al cortocircuito del inductor de (13)

Método Poner la varilla de media onda dentro del soporte izquierdo (agujero izquierdo) Fig. 4.1 Ajustar la antena para un mínimo de potencia reflejada. Entonces poner la potencia directa cerca de 5W. Use el detector de radiación para demostrar la radiación omnidireccional y la polarización vertical. Reduzca la potencia cerca de 2W. Use el detector de voltaje y corriente para mostrar que la corriente es máxima en el centro de la varilla, y el voltaje es máximo en los extremos. Note que esto implica una alta impedancia de trabajo (contraria con el dipolo alimentado en el centro de la Demostración 2). Apagar y remplazar la varilla por la varilla de media longitud de onda con lámparas figura 4.2 cuando encienda, aumente la energía con cuidado para evitar quemar las lámparas.

Varilla de cuarto de onda (13) Varilla de media onda con lámparas (3) Conexión corta (22) Varilla de cuarto de onda Con lámparas (4).

.

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Instrumentos con Realimentación Limitada Note la distribución de corriente, y la particularidad de la corriente en lo bajo que se aproxima a cero. Puesto que algo de corriente es necesaria para emitir una buena potencia de radiación. Desconecte, y repita el procedimiento usando las varilla de cuarto de longitud de onda sin lámparas (13) y con lámparas (4), Fig. 4.3. Esta vez note la corriente máxima, el voltaje mínimo, en el punto de manejo, implicando una baja impedancia en el punto de manejo. (Compare con la mitad del dopolo de madia longitud de onda alimentada por el centro).

Conclusiones. Una antena de varilla vertical irradia igual en todas las direcciones horizontales. El final de la varilla es siempre un punto de voltaje máximo.

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Una corriente máxima ocurre al final de la varilla de cuarto de onda. En consecuencia una varilla de media onda, en la Terminal de alimentación de la antena presenta una impedancia alta y una cuarto de onda presenta una impedancia baja.

CONSIDERACIONES PRÁCTICAS Y APLICACIONES Utilizado para la transmisión de media onda y comunicación omnidireccional aquí es requerida una simple antena, por ejemplo para vehículos. El largo tiene una influencia en el patrón de radiación vertical. Este, tamaño mecánico y el uso de la impedancia son consideraciones de quien realice la operación.

ALTERAR LA LONGITUD EFECTIVA DE UNA ANTENA Propósito Para demostrar que agregando inductancia y/o capacitancia a una antena puede ser hecha para comportarse como si su longitud hubiera sido alterada: es decir, su longitud eléctrica se hace diferente de su longitud física.

Instrumentos

Generador RF Alimentador Plano tierra varilla de media-onda con las lámparas (3) Conector corto (22) varilla de cuarto-onda con las lámparas (3)

DEMOSTRACIÓN 5

Desconecte, remueva la conexión corta, por otra parte aumente la energía y observe la distribución de corriente. (El adaptador siempre necesita un reajuste). Note que esta corriente en la parte de arriba de la antena se incrementa, y el mínimo de corriente al fondo se a movido hacia arriba. Esto es el tipo del comportamiento que alargando la antena daría. Desconecte, reemplace la conexión corta y ponga el disco de capacitancia (20) en la parte de arriba de la antena. Aumente la energía observe otra ves la corriente mínima en la base de la antena debe ser aumentada, y la corriente máxima formada en el centro, debido a la capacitancia que carga por encima. El disco de capacitancia y el inductor en erie siempre se usan juntos. La antena de cuarto-onda con lámparas (4) puede ser demostrada sin y luego con la carga de capacitancia completa. Otra vez la corriente máxima es movida hacia arriba.

Disco de capacitancia (20) Conclusión. Preliminar La varilla de media-onda (3) debe tener su inductor cortocircuitado hacia afuera, por el conector corto (22). (Esta demostración puede ser una continuación de la demostración 4).

La inductancia y/o capacitancia puede ser usado para alterar la distribución de corriente en una antena que se comporta idealmente como una antena de diferente longitud, usualmente una longitud práctica.

Método Ponga la varilla de media onda (3) dentro del agujero de la izquierda, fig5.1, realícelo sin el disco. Revise si la conexión corta (22) esta conectada. Aumente la energía cuidadosamente para que no se funda la lámpara. Observe donde la corriente es máxima y mínima.

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Instrumentos con Realimentación Limitada CONSIDERACIONES PRÁCTICAS Y APLICACIONES

La inductancia y la capacitancia son usadas como carga cuando las dimensiones de una antena de un cuarto o media onda, como es la longitud se vuelven impracticablemente larga o es requerido ajustar la longitud sin alterarla físicamente. Un caso típico donde las cargas son esenciales para las de media onda trabajando en barcos, para ondas pequeñas, en vehículos y para ondas largas en radiodifusión. Un plato solidó no es normalmente usado para cargas capacitantes, puesto que un resultado similar puede ser obtenido usando un arreglo de cables, o incluso un solo cable (esto se muestra en la siguiente demostración).

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ANTENAS PRÁCTICAS DE CARGA SUPERIOR

DEMOSTRACIÓN 6

Propósito: Para mostrar formas simples de antenas de cargas de capacitancias, y los efectos de dicha carga en los patrones de radiación. Instrumentos

Conclusión La varilla horizontal provee suficiente carga capacitiva para permitir a la varilla vertical radiar eficazmente. La varilla horizontal no emite radiacion significativa si se pone simétricamente (figura 6.1a), ya que las corrientes en las dos mitades fluyen en direcciones opuestas y sus radiaciones se cancelan entre sí.

Generador de RF Cable Alimentador

Si la varilla no se coloca simétricamente entonces la cancelación de los campos de radiación polarizada horizontalmente no ocurre.

Plano de tierra Varilla con adaptador T (7) Varilla(16) Detector de radiación

Preliminar Los componentes (7) y (16) deben ser ensamblados como se muestra en la figura 6.1 a.

Método Conecte los componentes como en la figura 6.1a. Ajuste la antena para obtener la mínima potencia reflejada. Tome el detector de radiación con sus varillas verticales e intente detectar la radiación a una distancia constante. El detector debe mostrar la misma intensidad de radiación en todas direcciones (a menos que haya objetos cercanos conduciendo corriente, tales como la estructura del edificio). Repita este mismo procedimiento con las varillas del detector de radiación horizontales. Poca o ninguna radiación podrá ser detectada. Observe que esto indica que toda la radiación está verticalmente polarizada. Apague el generador temporalmente y, aflojando el tornillo temporalmente, mueva la varilla(16), de modo que su extremo sea sostenido por el tornillo. Encienda y repita la operación anterior con el detector de radiación. Debe encontrarse que ahora hay apreciable radiación polarizada horizontalmente viniendo lateralmente de la varilla horizontal. La radiación polarizada verticalmente puede también exhibir alguna direccionalidad.

CONSIDERACIONES PRÁCTICAS Y APLICACIONES. Las antenas T y L-invertida se prestan bien a construcciones en soportes de alambre por mastiles. Ellas son casi la única forma factible de antena para radiodifusión de onda larga. Sin embargo, una antena formada de un solo alambre sería tan estrechamente sintonizada que no radiaría eficazmente las frecuencias a los extremos de la banda de una radiodifusión típica. Para aumentar el ancho de banda (o bajar 'Q') se necesitan elementos más anchos. Estos se hacen con combinaciones de alambres espaciados, como se muestra en la figura 6.2. Dicha figura también muestra como un arreglo de alambres puede usarse para reducir la resistencia a tierra, evitando así alguna innecesaria pérdida de potencia.

Fig. 6.1

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Instrumentos con Realimentación Limitada

Fig. 6.2

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ANTENAS DIRECCIONALES CON ELEMENTOS DE CONDUCCION

DEMOSTRACIÓN 7

Comentario Propósito

Las varillas horizontales llevan corrientes adyacentes que son nominalmente iguales y contrarias.

Para demostrar cómo una combinación de antenas, compuesta de dos antenas más simples puede exhibir una radiación direccional.

por lo tanto no irradian significativamente. Toda la radiación significativa viene de las secciones verticales y por lo tanto se polariza verticalmente.

Instrumentos

Las consideraciones de la simetría demuestran que puesto que las dos antenas verticales se conducen en la misma fase sus radiaciones deben agregar a lo largo del plano perpendicular de la trayectoria del arreglo.

Generador del RF Alimentador

Detector de radiación

En vista de una línea a lo largo de las secciones horizontal del alimentador, la radiación de una antena viaja media longitud de onda y después se agrega a la radiación que proviene de la segunda antena. Durante el tiempo de recorrido para la mitad de una longitud de onda a partir de una antena a la otra la segunda fase de las antenas ha cambiado 180 grados. Su radiación se opone desde la primer antena a lo largo de la trayectoria asi que la red de radiacion es pequeña o cero.

Preliminar

Arreglo End-Fire

Todos los componentes pueden ser pre-ensamblados como Fig7.1. Use separadores plásticos entre las varillas paralelas.

Primero apagar y luego rotar un elemento de cada antena dipolo hacia el interior de la configuración mostrada en la figura 7.2

Plano de tierra 2 varilla de cuarto de onda (13) 2 varillas con conectores tipo T (18) 2 varillas(1) 4 varillas angulares ( 2 )

Método Con la antena instalada como en la fig7.1, se colocan el máximo de potencia y se ajusta para que la potencia reflejada sea mínima, luego explora con el detector de radiación, no muy cerca de la antena. Debe notar que hay una pequeña cantidad o ninguna radiación para una polarización horizontal. Allí debe ser la radiación más fuerte para una polarización vertical, en las direcciones perpendiculares a las varillas horizontales. La radiación en la dirección de las varillas será mucho menos.

Fig. 7.2

Fig. 7.1

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ANTENAS DIRECCIONALES CON ELEMENTOS DE CONDUCCION

DEMOSTRACIÓN 7

Esta vez será encontrado que hay poca radiación (perpendicular al plano del sistema de la antena), y radiación máxima a lo largo de la línea entre los dipolos (radiación del End-fire). El sentido inverso en qué uno de los dipolos es manejado invierte cada uno de los ‘comentarios’ dados arriba. Será encontrado que es nulo en el último caso (fig7.2). Esto es porque en la fig7.2 las radiaciones de los dos dipolos se cancelan uno y otro en el alimentador; en la fig7.3 esto no sucede, de modo que la energía sea recibida y después re-irradiada por el alimentador vertical, torciendo el patrón de radiación.

Conclusión Dos (o más) antenas se pueden combinar para hacer una antena más compleja que tiene propiedades direccionales.

Fig. 7.3 Diagrama polar de una antena polarizada horizontalmente Fig. (7.1)

Las propiedades direccionales se pueden cambiar radicalmente cambiando las relaciones de la fase entre las corrientes, o las posiciones relativas de los elementos de la antena. Observe las diversa formas fig.7.3, 7.4

de los patrones, de la

CONSIDERACIONES PRÁCTICAS Y APLICACIONES Los diagramas polares se utilizan para expresar las propiedades direccionales de las antenas. Algunos ejemplos se dan en fig.7.3 y 7.4. Las aplicaciones de las antenas direccionales incluyen el descubrimiento de las direcciones. Pero la característica más importante de una antena direccional es la manera que concentra la energía Radiada en la dirección correcta. Que le proporciona el alimentador, perdiendo lo menos posible en otras direcciones. Una antena de recepción tiene inversamente una alta sensibilidad a la radiación que llega de una dirección particular, comparada con otras direcciones. Por lo tanto proporciona un buena relacion señal a ruido (que es un nivel muy bajo de ruido) cuando está alineada correctamente con la señal que llega.

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Fig. 7.4 Diagrama polar de una antena polarizada horizontalmente Fig. (7.2)

ARREGLOS PARASITOS

DEMOSTRACIÓN 8

Propósito Para mostrar eso en las antenas de elementos múltiples direccionales no siempre es necesario manejar cada elemento. Los efectos útiles pueden ser obtenidos por los elementos que llevan corrientes inducidas por el campo que rodea un elemento guía (éstos se llaman elementos parásitos).

Método Instale inicialmente la Varilla de antena de mediaonda(19) solamente, en el agujero izquierdo Fig.(8.1), coloque la potencia del generador a tres cuartos de su máxima capacidad, y ajuste la potencia reflejada al mínimo.

Instrumentos El Generador RF El Alimentador El Plano de Tierra Reflector de Media Onda (17) Varilla de Media Onda (18) Director de Media Onda (19) Reflector de un Cuarto de Onda (6) Varilla de un Cuarto de Onda (13) Director de un Cuarto de Onda (5)

Fig. 8.1

Detector de Radiación Antena de Media Onda con Lámpara (3) Conexión corta (22)

Usando el detector de radiación mostrar que la radiación es uniforme en todas las direcciones horizontales.

Preliminar Una la Conexión corta (22) para cortocircuitar el inductor (3).

Coloque el reflector de media onda(17) aproximadamente a una distancia de 0.4 m de la varilla de la antena (18) Fig.8.2.

Fig. 8.2

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Instrumentos con Realimentación Limitada Camine alrededor del sistema de la antena con el detector de radiación y demuestre que ahora la radiación es mas fuerte en la dirección opuesta al reflector, mientras la radiación del reflector disminuye. Ajustando la separación entre el elementos conductores y el reflector es posible maximizar la transmisión de radiación(lejos del reflector), o para minimizar la radiación retrasada.

Conclusión

Forme un arreglo de tres elemento agregando el director(19) como se muestra en la figura 8.3. Note que el director está comparativamente cerca del elemento conductor. Debe encontrarse que la radiación transmitida ahora tiene un incremento adicional y la radiación de retraso se a reducido.

Los elementos parásitos talvez sirven como reflector o director, dependiendo de las dimensiones o la separación con relación a la frecuencia de operación. Un arreglo puede incluir ambos elementos directores y reflectores.

La radiación transmitida desde los 3 elementos de la antena debe ser los suficientemente fuerte para encender las lámparas en la antena (3). esto( sigue siendo la conexión corta) debe ser sostenida por su centro.

CONSIDERACIONES PRÁCTICAS

La radiación direccional puede ser obtenida por antenas de múltiples elementos en el cual algunos elementos, descritos como `elementos parásitos` no sean directamente guías, por el cual la corriente inducida es llevada por los campos emanado por el elemento o elementos los cuales son guías.

Y APLICACIONES Los elementos parásitos son de bajo costo y convenientes en donde se requiere que no haya conexiones eléctricas. Por consiguiente ellos son ampliamente usados donde se requieren transmisiones o recepciones direccionales.

La versión de un cuarto de onda de la mismo sistema de antena puede ser colocado usando los siguientes componentes:

La forma usual de las antenas de TV se encuentra de este tipo, con muchos elementos directores a menudo son conocidas como antenas ´Yagi´.

Elemento simple(13) Director (5)

Al agregarle elementos parásitos puede cambiar notablemente el punto de manejo de la impedancia de los elementos guías. Este es un importante parámetro de diseño.

Reflector (6)

(Nota, la antena de un cuarto de onda con lámpara (4) nos es muy adecuada para sostenerla con la mano. La antena de media onda (3) puede ser usada nuevamente, sin embargo la respuesta no es muy fuerte).

Fig. 8.3

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ANTENAS CON ELEMENTOS DOBLADOS

DEMOSTRACIÓN 9

Propósito Para mostrar que la impedancia de trabajo de una antena (o el elemento de una antena) puede ser alterada doblando el elemento. Tal alteración es usada después con el propósito de igualarla con en punto de manejode la impedancia para el alimentador o otra fuente RF de potencia.

Instrumentos

Método Armarlo como en la Fig. 9.1. Ajustar al mínimo la potencia reflejada. Comparar los patrones de radiación con los encontrados con el dipolo semple (Demostración 2), Deberia ser similares. Disminuya la potencia y encuentre como el voltaje y la corriente están distribuidos. Debe encontrarse que la corriente es máxima cercana al centro, ambos dipolos conductores y de la copia doblada. Note que la radiación implica que la corriente en los elementos adyacentes esta en la misma dirección, como se indica en la Fig. 9.1

El Generador RF El Alimentador

Apáguelo.

El Plano de Tierra Varillas de media onda (1)

Reemplace el dipolo doblado por la antena doblada de un cuarto de onda(10), Fig. 9.2. Aumente la potencia lentamente para evitar quemar la lámpara.

2 Varillas de un cuarto onda (2) 2 Piezas en U (12)

Chequear si alguna radiación es emitida. Ahí debería ser pequeña(idealmente cero) si la antena esta ajustada para dar un buen balance de la corriente entre los dos elementos verticales, puesto que las corrientes están en direcciones opuestas.

2 Varillas de un cuarto onda (13) Antena doblada de cuarto de onda con lamparas(10) Detector de Radiación Detector de Voltaje y Corriente.

Preliminar El dipolo doblado de media onda, Fig. 9.1 puede ser pre-ensamblado.

Fig. 9.2

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Instrumentos con Realimentación Limitada Ahora cortocircuitar uno de los sockets de salida con el plano de tierra, usando un conductor manejándolo con un aislante como se muestra en la fig. 9.3 La corriente será levemente diferente, y tomara lugar una radiación apreciable, La explicación son los dos miembros que lo vuelven mas fuerte empujandoempujando

CONSIDERACIONES PRÁCTICAS Y APLICACIONES Un simple doblado, usando conductores de la misma sección transversal para ambos elementos como en la demostración, cuadriplica el punto de impedancia del conductor. Si el conductor y los elementos doblados son de diferente espesor otros valores de impedancia puede ser obtenido, el cual depende del espaciamiento de los elementos. A una frecuencia especifica el uso de elementos doblados es para los elementos guías de arreglos parásitos, puesto que los elementos parásitos generalmente bajan la impedancia de trabajo a valores los cuales son difíciles de igualar. El otro uso principal es para igualar las antenas con circuito abierto de los alimentadores, el cual la impedancia es generalmente en la region de 300Ω. Las antenas de tiras dobladas usan la corriente pushpull para compensar por la corriente push-push cuando la antena no tiene resonancia, esto hace que se doble el ancho de banda de la antena.

La corriente (la corriente fluye en la misma dirección) en adición con la observación previa de la corriente ’pushpull’. La corriente push-push causa radiación.

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RADIADOR DE RANURA

DEMOSTRACIÓN 10

Propósito Demostrar que si una fuente de potencia RF es conectada a través del ancho de una ranura en una hoja conductora, la radiación tomará lugar en una manera similar a como irradiaría de un dipolo hecho de metal re-movido para formar una ranura.

Instrumentos Generador RF Alimentador Plano de Tierra Antena de Ranura Varillas alimentadoras (14), (15) Detector de Radiación

Preliminar Ninguno

Método

Coloque la hoja ranurada tal y como en la fig. 10.1. Las varillas (14) y (15) ambas sirven como suministradoras de alimentación RF a la ranura y como soporte sosteniendo la hoja ranurada hacia arriba. Arregle la hoja lo mas verticalmente como sea posible. Ajuste el acople para obtener la potencia mínima de reversa y coloque potencia hacia adelante a tres cuartos de la escala completa. Utilice el detector de radiación para explorar la polarización y el diagrama polar de la radiación. La polarización está en ángulos rectos a la ranura y el diagrama polar deberá circular tal y como en la fig. 10.2

Fig. 10.2 Patrón de radiación vertical de una Ranura en una hoja fina de metal.

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Instrumentos con Realimentación Limitada Note que a pesar de que la ranura está en posición vertical la polarización es horizontal porque el campo se extiende desde un lado de la ranura hasta al otro, mientras que el campo magnético vertical es como el indicado en la fig. 10.4.

CONSIDERACIONES PRÁCTICAS Y APLICACIONES

La antena de ranura es una forma muy conveniente para usarse en lugares donde ya existan superficies de hojas metálicas y la preparación de estructuras externas tales como varillas o cables son una complicación tal y como en una aeronave (teniendo en cuenta que la longitud de onda no es tan grande). Una hoja conteniendo un número de ranuras, alineadas alrededor en un cilindro (ver fig. 10.5) es una antena muy útil para transmisión VHF puesto que casi provee radiación uniforme en el plano horizontal. El tubo puede ser extendido con más ranuras axialmente espaciadas desde la primera fila, a fin de concentrar la radiación más cercanamente a la dirección horizontal.

Conclusión

Si una fuente RF es conectada a través del ancho de una ranura de media longitud de onda, irradia de una manera bastante igual como lo hace un dipolo, pero con polarización en ángulos rectos a la longitud de la ranura.

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ANTENA LOOP

DEMOSTRACIÓN 11

Propósito Demostrar que una antena loop pequeña puede ser usada como una antena direccional. Demostrar que una antena loop grande desarrolla ondas estacionarias en ella, las cuales producen un patrón de radiación bastante diferente.

Instrumentos Generador RF. Alimentador. Plano de Tierra. Antena loop Pequeña (11). Antena loop Grande (9). Detector de Radiación. Detector de Voltaje y Corriente. Tubo fluorescente.

Preliminar Ninguno.

Método Conecte el antena loop pequeña (11). Coloque el generador de RF a su máxima potencia. Sostenga el tubo fluorescente en el punto de alimentación, Fig. 11.1, y ajuste el acople de antena hasta que el tubo resplan-dezca más brillantemente.

Remueva el tubo y utilice el detector de radiación para determinar la dirección de máxima radiación. Ésta será en el plano de la antena loop. Determine también la polarización, la cual será vertical. Sustituya por el loop cuadrado (9). Ajuste para un míimo de potencia en reversa. Utilice el detector de radiación para deter-minar la dirección de máxima radiación, la cual será en los ángulos rectos al plano de la antena loop. Determine también la polarización, la cual esta vez será horizontal. Reduzca la potencia a un nivel bastante bajo, entonces utilice el detector de corriente y voltaje para investigar la distribución de voltaje y corriente alrededor de la antena loop, fig. 11.2

Fig. 11.2

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Instrumentos con Realimentación Limitada Note que cada lado de ésta antena loop es un cuarto de longitud de onda de largo, y por lo tanto la distribución de voltaje y corriente es fácilmente explicada.

Conclusión Una antena loop pequeña (pequeña, esto es, en relación a una longitud de onda) en un plano vertical produce radiación polarizada verticalmente la cual es más fuerte en las direcciones perpendiculares a su plano. No hay radiación nominal en el plano de la antena loop. Una antena loop grande desarrolla ondas estacionarias alrededor de antena loop, las cuales producen el efecto bastante diferente en el caso de ésta antena loop de radiación polarizada horizontalmente, con ninguna radiación en los ángulos rectos al plano de la antena loop, e intensa radiación en el plano de la antena loop.

CONSIDERACIONES PRÁCTICAS Y APLICACIONES La antena loop pequeña apropiadamente construida puede exhibir unos buenos puntos de nula, y fue utilizada mucho para búsqueda de direcciones (sin embargo otros métodos son crecientemente utilizados hoy en día). El embobinado de núcleo de ferrita, figura 11.3, usada en receptores portátiles modernos de media onda, es esencialmente equivalente. Excepto en algunas aplicaciones de búsqueda de dirección, la antena loop es usualmente sintonizada con un capacitor.

La antena loop grande es usualmente utilizada montada directamente en equipos portátiles de televisión. Sobre el rango de frecuencias utilizadas por los canales de televisión la longitud de la antena loop en longitudes de ondas varia muy significativamente, así que los patrones de radiación también varían. Por esta razón tales antena loop son hechas en posiciones ajustables, y tal vez sea necesario que se muevan cuando se cambia de canales. En comunicaciones HF de punto-a-punto grandes espiras arregladas conocidas como antenas “quad” son ocasionalmente usadas, usualmente en conjunción con elementos parásitos de la misma figura general. En las grandes espiras VHF a veces forman los elementos manejados en arreglos con grandes números de dipolos parásitos, yagi-fashion, formando arreglos ‘quagi’.

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