Antena dipolo plegada / aérea

Compartir

Notas y resumen sobre la antena dipolo plegada, la impedancia dipolo plegada, los dipolos plegados de conductor desigual y los dipolos plegados de varios hilos.

La antena o antena dipolo básica es ampliamente utilizada en su forma básica. Sin embargo, en una serie de circunstancias, una modificación a esto conocida como la antena dipolo plegada proporciona una serie de ventajas.

La antena dipolo plegada o antena dipolo plegada se utiliza ampliamente, no solo por sí sola, sino también como elemento impulsado en otras antenas como la antena Yagi y varios otros tipos de antena.

Conceptos básicos de la antena dipolo plegada

La antena dipolo plegada consiste en un dipolo básico, pero con un conductor adicional que conecta los dos extremos juntos. Esto hace un «bucle» de alambre que es un cortocircuito a CC. Como los extremos parecen estar doblados hacia atrás, la antena se llama antena dipolo plegada.

El formato básico para la antena dipolo plegada se muestra a continuación. Al igual que el dipolo básico, la antena dipolo plegada es una antena equilibrada y necesita ser alimentada con un alimentador equilibrado. Se pueden utilizar alimentadores desequilibrados siempre que se utilice un balun (transformador desequilibrado a equilibrado).

Antena dipolo básica que muestra el alimentador en el punto medio y las secciones radiantes de antena a cada lado.
Antena dipolo básica

La parte adicional de la antena dipolo plegada a menudo se hace utilizando un alambre o varilla del mismo diámetro que la sección básica del dipolo. Sin embargo, este no siempre es el caso.

También los alambres o varillas suelen equiespaciarse a lo largo de la longitud de los elementos paralelos. Esto se puede lograr de varias maneras. A menudo, para antenas VHF o UHF, la rigidez de los elementos es suficiente, pero a frecuencias más bajas puede ser necesario emplear espaciadores. Para mantener los cables separados. Obviamente, si no están aislados, es imperativo evitar que se acorteten. En algunos casos se puede utilizar un alimentador plano.

Antena dipolo plegada básica que muestra los elementos conductores iniciales y adicionales.
Antena dipolo plegada básica

Una de las principales razones para usar una antena dipolo plegada es el aumento de la impedancia de alimentación que proporciona. Si los conductores en el dipolo principal y el segundo conductor o «pliegue» tienen el mismo diámetro, entonces se encuentra que hay un aumento de cuatro veces (es decir, dos cuadrados) en la impedancia de alimentación. En el espacio libre, esto da un aumento en la impedancia de alimentación de 73Ω a alrededor de 300Ω ohmios. Además, la antena de RF tiene un ancho de banda más amplio.

Teoría del aumento de la impedancia dipolo plegada

Es posible razonar por qué hay un aumento de cuatro veces en la impedancia para la antena dipolo plegada.

En una antena dipolo estándar, las corrientes que fluyen a lo largo de los conductores están en fase y, como resultado, no hay cancelación de los campos y, como resultado, se produce radiación o la señal

Cuando se agrega el segundo conductor para hacer la antena dipolo plegada, esto se puede considerar como una extensión del dipolo estándar con los extremos doblados hacia atrás para encontrarse. Como resultado, las corrientes en la nueva sección fluyen en la misma dirección que las del dipolo original. Por lo tanto, las corrientes a lo largo de ambas medias ondas están en fase y la antena irradiará con los mismos patrones de radiación, etc., que un simple dipolo de media onda.

El aumento de impedancia se puede deducir del hecho de que la potencia suministrada a una antena dipolo plegada se comparte uniformemente entre las dos secciones que componen la antena. Esto significa que cuando se compara con un dipolo estándar, la corriente en cada conductor se reduce a la mitad. Como se aplica la misma potencia, la impedancia tiene que ser elevada por un factor de cuatro para retener el equilibrio en la ecuación Watts = I2 x R.

Efecto de línea de transmisión dipolo plegada

El elemento plegado de la antena dipolo plegada tiene un efecto de línea de transmisión conectado con él. Se puede ver que la impedancia del dipolo aparece en paralelo con la impedancia de las secciones de la línea de transmisión en corto plazo, aunque los argumentos para la impedancia dados anteriormente siguen siendo ciertos – es solo otra forma de ver el mismo problema.

Esto puede ayudar a explicar algunas de las otras propiedades de la antena.

La longitud se ve afectada por este efecto. Normalmente, la longitud de onda de una onda estacionaria en un alimentador se ve afectada por el factor de velocidad. Si se utiliza aire, esto rondará el 95% del valor del espacio libre. Sin embargo, si se utiliza un alimentador plano con un factor de velocidad más bajo, esto tendrá el efecto de acortar la longitud requerida.

El efecto alimentador también resulta en que la antena dipolo plegada tenga una respuesta más plana, es decir, un ancho de banda más amplio que un dipolo no plegado.

Ocurre porque a una frecuencia alejada de la resonancia, la reactancia del dipolo es de la forma opuesta a la de la línea de transmisión ordenada y, como resultado, hay alguna cancelación de reactancia en el punto de alimentación de la antena.

Ventajas del dipolo plegado

Hay dos ventajas principales para usar una antena dipolo plegada sobre un dipolo estándar:

  • Aumento de la impedancia: Cuando se necesitan alimentadores de impedancia más altos, o cuando la impedancia del dipolo se reduce por factores como elementos parásitos, un dipolo plegado proporciona un aumento significativo en el nivel de impedancia que permite que la antena se ajuste más fácilmente al alimentador disponible.
  • Ancho de banda amplio: La antena dipolo plegada tiene una respuesta de frecuencia más plana – esto permite que se utilice a través de un ancho de banda más amplio con muchas transmisiones que utilizan una variedad de diferentes canales seleccionables, por ejemplo, televisión y radio de difusión, se necesita una antena de ancho de banda amplio. La antena dipolo estándar no siempre proporciona el ancho de banda requerido y el ancho de banda adicional del dipolo plegado cumple con los requisitos.

Dipolos plegados de conductor desigual

En muchas ocasiones puede ser necesario implementar relaciones de impedancia a la relación 4:1 estándar que es normal para una antena dipolo plegada. Simplemente variando el diámetro efectivo de los dos conductores: superior e inferior, se pueden obtener diferentes relaciones.

Antena dipolo plegada con conductores de diferentes diámetros.
Antena dipolo plegada con conductores de diferentes diámetros

Dipolos plegados multiconductores

Aunque el concepto de una antena dipolo plegada a menudo implica el uso de un conductor adicional, el concepto se puede ampliar aún más añadiendo conductores adicionales. Esto tiene el efecto de aumentar aún más la impedancia general y ampliar aún más el ancho de banda.

Antena dipolo plegada multiconductora que muestra los elementos conductores iniciales y adicionales.
Antena dipolo plegada multiconductor

Por ejemplo, para un dipolo doblado de tres hilos, con todos los cables o conductores que tienen el mismo diámetro, la impedancia se incrementa en un factor de tres cuadrados, es decir. 9. Esto significa que el valor nominal para un dipolo plegado con tres conductores es 9 veces 73Ω o aproximadamente 600Ω

Aplicaciones de dipolo plegadas

Hay muchas maneras en las que se pueden usar dipolos doblados. Encuentran usos en muchas aplicaciones:

  • Por su cuenta: Las antenas dipolo plegadas a veces se utilizan solas, pero deben alimentarse con un alimentador de alta impedancia, normalmente 300 ohmios. Esto por sí solo puede ser muy útil en ciertas aplicaciones donde se pueden utilizar alimentadores equilibrados.
  • Como parte de otra antena: Sin embargo, los dipolos plegados encuentran más usos cuando un dipolo se incorpora en otro diseño de antena de RF con otros elementos cercanos. El problema es que la incorporación de un dipolo en una antena como un Yagi donde los elementos están estrechamente acoplados reduce la impedancia de alimentación. Si se utilizó un dipolo simple, entonces los niveles de impedancia de alimentación de menos de 20 Ω o menos se pueden experimentar fácilmente.
    Dipolo plegado utilizado dentro de una antena Yagi de TV para aumentar el ancho de banda y la impedancia de alimentación
    Dipolo plegado utilizado dentro de una antena Yagi de TV

    El uso de un dipolo doblado permite aumentar la impedancia en un factor de cuatro o lo que sea necesario al tener múltiples cables en el dipolo doblado.

  • Mayor ancho de banda: A veces los dipolos plegados se pueden emplear puramente para dar un mayor ancho de banda. Cuando se utilizan para aumentar el ancho de banda, los dipolos plegados se pueden utilizar solos o dentro de otro sistema de antena.

En vista del número de formas en que se pueden utilizar dipolos plegados, son más comunes de lo que se podría haber esperado al principio.

Deja una respuesta