Paper Antena Diedrica
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DISEO Y CONSTRUCCIN DE UNA
ANTENA DIDRICA CON
ACOPLADOR GAMMA-MATCH
RESUMEN: El presente trabajo tiene como
objetivo primordial el diseo y la construccin
de una antena con reflectores didricos y un
acoplador Gamma-Match, con una
frecuencia de operacin de 420MHz.
ndice de trminos: dipolo, didrica, ROE,
Gamma-match.
I. INTRODUCCIN
Una antena es un dispositivo (conductor
metlico) diseado con el objetivo de emitir
o recibir ondas electromagnticas hacia el
espacio libre. Una antena transmisora
transforma voltajes en ondas
electromagnticas, y una receptora realiza
la funcin inversa.1
La antena con reflectores didricos fue
inventada y patentada por J.D Kraus,
utilizando un reflector didrico formado por
dos planos que se intersectan a un ngulo
que puede ser de 90, 60 o 45 pero el ms
utilizado suele ser de 90, los reflectores
tiene forma de parrilla hechas de varillas
conductoras. La separacin entre las varillas
deben ser del orden de 0.1 , y la longitud de los reflectores debe ser de alrededor de
2 , para as asegurar las caractersticas adecuadas de la antena.
Este tipo de antena se emplea en
transmisin como en recepcin y su
ganancia depende del ngulo entre los
planos reflectores y de la distancia del
dipolo al vrtice del diedro. La ganancia
tpica de esta antena con ngulo de 90 es
de 10 dB y de 12.5 dB cuando el ngulo es
de 60. 2
Fig. 1 Antena didrica. Tomado de [en lnea]. http://fralbe.com/2008/12/09/diseno-de-una-antena-diedrica-
para-uhf/
Acoplador Gamma-Match es un sistema
de ajuste de impedancias asimtrico entre el
cable y el elemento excitado, que forma una
seccin de lnea y una capacidad en serie.
Este tipo de acoplador es el ms utilizado
por su eficiencia y facilidad de construccin
ya que se realiza con los mismos materiales
que se construye la antena.
Con esto se construye un capacitor variable,
que al insertase un tubo dentro de otro se
logran capacidades prcticas para poder
acoplar antenas que presentan reactancias
inductivas, es decir se utilizan para cancelar
la reactancia que posee toda antena y con
ella lograr una sintona a la frecuencia de
trabajo y bajo valor de ROE. 3
La variacin de impedancia se produce al
variar la distancia ente el dipolo y l tuvo
de adaptacin.
-
Fig. 2 Acoplador Gamma-Match Tomado de [en lnea]. http://www.qsl.net/xe1rm/tecolo95.html
El ROE, la Razn de onda estacionaria,
es una medida de la energa enviada por el
transmisor que es reflejada por el sistema
de transmisin y vuelve al transmisor.4
El shunt es la pieza de aluminio que une el
elemento excitado (antena) y el Gamma-
Match, para poder realizar el anlisis del
acoplador se debe variar el tamao del
shunt con el fin de saber cul es su mejor
tamao en funcin del ROE 3.
II. DISEO
Diseo de la antena didrica con 11 reflectores y un director (dipolo
simple) para frecuencia de 420MHz
Se disear una antena con reflectores
didricos tomando como referencia de
frecuencia central los 420MHz. As los
clculos para la antena son los siguientes.
La frecuencia central es:
Dada esta frecuencia la longitud de onda
esta en:
La distancia entre los reflectores es igual:
La longitud de los reflectores es igual:
La longitud del director es igual:
La separacin tomada entre el centro de los
reflectores y el dipolo simple (director) es
de:
Diseo de acoplador Gamma-match
La longitud de onda es:
La longitud del dipolo es la longitud de
onda menos el 5% dividida para 2:
La longitud del Gamma-Match es del 10%
de la longitud de onda
III. CONSTRUCCIN
Los materiales utilizados los describimos en
la tabla 1
Tabla 1.Materiales utilizados
Cant. Descripcin V. total
15 m Tubo para
antena $ 13.00
2 m Cable coaxial
RG-8 $ 6.00
3 Conectores $ 4.50
10 Tornillos con
tuerca $ 2.00
1 Estao $ 1,50
1 Cautn $ 5,30
Total 32,30
Construccin de la antena
Se procede primeramente a cortar los
materiales:
- 2 reflectores grandes - 11 reflectores para cada boom - el dipolo simple
Se cortan de acuerdo a los clculos
realizados anteriormente.
Despus se realiza los orificios en los
reflectores grandes a la distancia calculada,
se los une dejando entre ambos un ngulo
de 90 grados
Luego se une en la mitad de los reflectores
grandes el eje del dipolo, el dipolo simple y
se coloca los 11 reflectores en cada boom
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Fig. 3 Antena Didrica
Construccin del Gamma match
Para la construccin del gamma match se
utiliza los mismos materiales de la antena y
cable RG-8.
Se corta 12cm de tubo, se realiza una L
donde se suelda un conector hembra, se
coloca en la antena, soldamos alambre
coaxial pelado dejando solo el aislante y el
alambre de cobre interno, luego se suelda el
extremo del cable con el conector y con el
shunt se procede a acoplar el dipolo con el
gamma match.
Fig. 4 Acoplador Gamma-Match
Fig. 6 Shunt para el Acoplador Gamma-Match
IV. Diseo final
El diseo final de la antena juntamente
con el acoplador podemos observarlo en
la figura 3.
Finalmente podemos observar Los datos
obtenidos de la antena conectada al
Medidor de ondas estacionarias en la
figura
Fig. 5 Medidor de ondas estacionarias.
V. CONCLUSIONES
Se concluye que aumentar la frecuencia de operacin, la
longitud de la antena disminuye.
Un valor de ROE igual a uno implica que la antena est
completamente adaptada y un
100% de la potencia est siendo
transmitida. Esto solo ocurre en un
caso ideal, no siendo as en la
realidad.
Para realizar la medicin ROE, el cable coaxial conectado al
analizador de ondas estacionarias
debe estar bien soldado para que no
exista variacin al momento de
visualizar los resultados.
La longitud del cable debe ser lambda medios o un mltiplo de
este.
La estructura de la antena de estar bien ensamblada.
VI. REFERENCIAS
1. ANTENA, [en lnea] Disponible en:
-
?id=y5s3XIaE46UC&pg=PA390&l
pg=PA390&dq=antena+diedrica&so
urce=bl&ots=7LuMlozUZ8&sig=h
U59BeO0q0QxGWT30ub8u5OLcF
8&hl=es&sa=X&ei=X331UMTWF
4rm9ASDoIDICA&sqi=2&ved=0C
EMQ6AEwAw#v=onepage&q&f=f
alse
3. REVISTA EN CORTO CIRCUITO, [en lnea] (Edicin N.-18)
Disponible en: