Propagación y antenas. Guía 1
1
Facultad: Ingeniería
Escuela: Electrónica
Asignatura: Propagación y antenas
TEMA: DIPOLO SIMPLE Y DIPOLO PLEGADO
Objetivos
● Medir parámetros de interés en un Dipolo Simple y un Dipolo Plegado tales como,
Impedancia, Frecuencia de Resonancia, SWR, Patrón de Radiación, Ancho de Banda y
Distribución de Corriente.
Equipos y materiales
●
●
●
●
●
●
●
Antena Dipolo Simple con frecuencia de trabajo 434 Mhz
Antena Dipolo Plegado
Cable Coaxial [RG 58] para conexiones
Analizador MFJ-269
Vatímetro de inserción BIRD 4410
Indicador de corriente SO4100-3D
Cautín, pasta para soldar y estaño
Introducción teórica
Dipolo simple
El dipolo simple es la antena más sencilla, y consiste en dos varillas metálicas de un cuarto
de longitud de onda Fig. 1 y a cuyos extremos centrales se conecta la Línea de Transmisión
procedente del Transmisor o Receptor de RF. Su Impedancia es de aproximadamente 75 Ω y su
longitud física puede calcularse a partir de
λ 150
L= =
2
f
Donde f es la Frecuencia de Trabajo en MHz y L la Longitud Real de la antena.
L= λ/2 -5%
ER
Fig. 1.1 Dipolo simple simetrico 75 Ω
(1.1)
2
Propagación y antenas. Guía 1
La distancia de separación [ER] entre las dos varillas debe ser inferior a la centésima parte de
la longitud de onda ( λ )
E R≤
λ
100
(1.2)
Desde el punto de vista práctico, es suficiente con acortar la longitud de las varillas un 5%
con respecto a su longitud teórica, para obtener las mejores condiciones de resonancia. Así
también para el cálculo de la longitud física de estas antenas se tendrán en cuenta las frecuencias
máximas y mínimas de recepción o transmisión y obtener el promedio de ambas. Para el cálculo de
la frecuencia central o promedio se utiliza
F=
F Max−F Min
2
(1.3)
300000
FC
(1.4)
Para calcular la Longitud de Onda utilizar
λ=
DIPOLO PLEGADO
Este tipo de antena Fig. 1.2 es el más conocida en la radiodifusión de FM y TV, está hecha
por una varilla de cobre o aluminio en forma de bucle cerrado en cuyos extremos se conecta la línea
de transmisión. La ganancia de esta antena es la misma que la del dipolo simple, pero su principal
ventaja sobre el dipolo simple es su mayor resistencia mecánica, ya que es 4 veces superior, es decir
300 Ω. La Impedancia del dipolo plegado viene dada por
Z =2N Z 0
(1.5)
Donde Zo es la impedancia del Dipolo simple (75 Ω) y N el número de hilos que contribuyen
al dipolo plegado.
c
c
λ
2
e
Fig. 1.2 Dipolo Plegado simétrico 300 Ω
La longitud total del dipolo plegado se calcula de forma similar a la del dipolo simple, es
decir para la frecuencia media de la banda a recibir en la ecuación 1.3, con la longitud de onda de la
ecuación 1.4 y tomando en cuenta que hay que reducirle un 5% de la longitud total calculada. Para
obtener un rendimiento satisfactorio se recomienda que la distancia “e” Fig. 1.2 no sobrepase 1/32
del valor de longitud de onda
e
λ
32
(1.6)
Propagación y antenas. Guía 1
3
Procedimiento
PARTE I: DIPOLO SIMPLE
1. Con base a la teoría expuesta realizar los cálculos necesarios para obtener las dimensiones
correctas para un dipolo que trabajará a 434 Mhz .
2. Con los materiales y herramientas proporcionados, construya la antena física de acuerdo a
los cálculos efectuados anteriormente.
3. Con la ayuda del analizador MFJ-269, encuentre la frecuencia de resonancia del dipolo
simple construido y obtenga una gráfica SWR vrs. Frecuencia en un una banda de ± 5 KHz
desde la Frecuencia de Resonancia. La Frecuencia de Resonancia será aquella en donde la
SWR es la menor posible para el dipolo dado
F[MHz]
SWR
Tabla 1.1 SWR vs Frecuencia
4
3.5
SWR
3
2.5
2
1.5
1
410
420
430
440
450
460
470
Frecuencia (MHz)
Fig. 1.3 Grafico SWR vs Frecuencia
4. Mida nuevamente la SWR, esta vez con ayuda de un Vatímetro de Inserción, disponga los
equipos como se muestra en el diagrama
Generador
Vatimetro
Carga de
referencia
Fig. 1.4 Circuito de conexión del vatimetro
4
Propagación y antenas. Guía 1
Regule la potencia del generador a 0.5 W, medido con el Vatímetro. Para esto la flecha del
acoplador direccional del Vatímetro deberá estar indicando desde el generador hacia la
carga. Esto será la Potencia Directa o Incidente [PINC]
Ahora mida la Potencia Reflejada [PREF], que es la potencia que regresa de la carga hacia el
generador. Para esto gire el acoplador direccional en dirección contraria. El SWR se calcula a
partir de estos dos valores de la siguiente manera
1
SWR=
P Ref
PInc
(1.7)
P Ref
1−
PInc
5. Utilizando el indicador de corriente SO4100-3D, dibuje la distribución de corriente a lo largo
del dipolo.
Corriente [mA]
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
-25
-20
-15
-10
-5
0
5
10
15
Distancia
Fig. 1.5 Distribución de corriente dipolo simple
6. Para obtener el patrón de radiación, complete la siguiente tabla
Ángulo
0º
10º
20º
30º
40º
50º
60º
70º
80º
90º
100º
110º
Lectura
Ángulo
120º
130º
140º
150º
160º
170º
180º
190º
200º
210º
220º
230º
Lectura
Ángulo
240º
250º
260º
270º
280º
290º
300º
310º
320º
330º
340º
350º
Tabla 1.2 Patrón de radiación dipolo simple
Lectura
20
25
Propagación y antenas. Guía 1
5
PARTE II: DIPOLO PLEGADO
7. Repetir del procedimiento 3 al 6, utilizando una antena Dipolo Plegado.
Corriente [mA]
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
-25
-20
-15
-10
-5
0
5
10
15
Distancia
Fig. 1.5 Distribución de corriente dipolo plegado
Ángulo
0º
10º
20º
30º
40º
50º
60º
70º
80º
90º
100º
110º
Lectura
Ángulo
120º
130º
140º
150º
160º
170º
180º
190º
200º
210º
220º
230º
Lectura
Ángulo
240º
250º
260º
270º
280º
290º
300º
310º
320º
330º
340º
350º
Tabla 1.2 Patrón de radiación dipolo plegado
Lectura
20
25
6
Propagación y antenas. Guía 1
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Fig 1.6 Patrón de radiación dipolo simple
Propagación y antenas. Guía 1
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Fig 1.7 Patrón de radiación dipolo plegado
7
8
Propagación y antenas. Guía 1
Guía 1:
Dipolo simple y dipolo plegado
Alumno:
GL:
Docente:
Fecha:
EVALUACION
%
1-4
5-7
8-10
CONOCIMIENTO
20.0%
El estudiante
conoce deficiente
los
procedimientos
desarrollados en
la práctica.
El estudiante
evidencia conocer
parcialmente los
procedimientos
desarrollados en la
práctica.
El estudiante
evidencia conocer
bien los
procedimientos
desarrollados en
la práctica.
APLICACIÓN DEL
CONOCIMIENTO
75.0%
El estudiante
realiza pocos
procedimientos de
la práctica
correctamente.
El estudiante
realiza parte los
procedimientos de
la práctica
correctamente.
El estudiante
realiza todos los
procedimientos de
la práctica
correctamente.
ACTITUD
2.5%
Es un observador
pasivo.
Participa
ocasionalmente o
lo hace
constantemente
pero sin
coordinarse con su
compañero
Participa
propositiva e
integralmente en
toda la práctica.
2.5%
Es ordenado pero
no hace un uso
adecuado de los
recursos.
Hace un uso
adecuado de lo
recursos, respeta
las pautas de
seguridad, pero es
desordenado.
Hace un manejo
responsable y
adecuado de los
recursos de
conformidad a
pautas de
seguridad e
higiene.
TOTAL
100%
Nota
0
