Antena direccional
A diferencia de las antenas omnidireccionales, una antena direccional (también llamada
unidireccional o directiva) es una antena capaz de concentrar la mayor parte de la energía
radiada de manera localizada, aumentando así la potencia emitida hacia el receptor o desde
la fuente deseados y evitando interferencias introducidas por fuentes no deseadas. Las
antenas direccionales, como por ejemplo las antenas yagi, proporcionan mucho mejor
rendimiento que las antenas de dipolo cuando se desea concentrar gran parte de la radiación
en una dirección deseada.
La antena Yagi es una antena direccional inventada por el Dr. Hidetsugu Yagi de la
Universidad Imperial de Tohoku y su ayudante, el Dr. Shintaro Uda (de ahí al nombre
Yagi-Uda). Esta invención de avanzada a las antenas convencionales, produjo que mediante
una estructura simple de dipolo, combinado con elementos parásitos, conocidos como
reflector y directores, logró construir una antena de muy alto rendimiento. Uso de una
antena Yagi en orientación por radio.
La invención del Dr. Yagi (patentada en 1926) no fue usado en Japón en un principio, ya
que el diseño de la antena no fue para implementarse en las comunicaciones sino para
utilizarse en la guerra como un arma radioactiva. Yagi experimentaba con ratones a los que
sometía a fuertes ondas de radio que eran concentradas gracias a la direccionalidad de la
antena. Los resultados no fueron buenos para Yagi y abandonó el proyecto. Sin embargo
fue aceptada en Europa y Norteamérica, en donde se incorporó a la producción comercial,
de los sistemas de difusión, TV y otros.
El uso de esta antena en Japón solo comenzó a utilizarse durante la Segunda Guerra
Mundial, cuando fue descubierto que la invención de Yagi, era utilizada como antena de
radar por los ejércitos aliados.
Diagrama polar
(Redirigido desde «Omnidireccional»)
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Un diagrama polar es un dibujo técnico que refleja la radiación en que un determinado
sistema capta o emite (radia) energía al espacio. Estas pueden ser, por ejemplo ondas de
sonido o Radiación electromagnética.
Entre otras aplicaciones, se utiliza en micrófonos y altavoces así como en antenas de todo
tipo.
Para ello, se representa el espacio como una circunferencia y el modo en el que las ondas
se disipan en el entorno que está representado en grados.
Dependiendo de su directividad, podemos diferenciar entre:
Omnidireccional Bidireccional Unidireccionales
Cardioide Supercadioide
Índice
1 Omnidireccional o no direccional 2 Bidireccional 3 Unidireccionales
o 3.1 Cardioide 4 Véase también
Omnidireccional o no direccional
Radian o captan por igual en todas direcciones, es decir, en los 360º.
Diagrama de radiación omnidireccional.
Bidireccional
El diagrama polar tiene forma de ocho con dos lóbulos opuestos. Emiten o captan sonido
tanto por delante como por detrás, mientras que son prácticamente “mudos” en los laterales.
El ángulo preferente se sitúa en torno a los 100º.
En altavoces, los diagramas polares bidireccionales no se utilizan en demasía por idénticas
razones que los omnidireccionales: requieren de grandes cajas acústicas.
Diagrama de radiación bidireccional.
Unidireccionales
Emiten o captan en una dirección muy marcada y son “relativamente muertos” en las otras.
Cardioide
Tipo de unidireccional que se llama así porque el diagrama polar tiene forma de corazón, lo
que se traduce en que radian o captan hacia o desde la parte frontal y tienen un mínimo de
sensibilidad en su parte posterior, donde se produce una atenuación gradual.
El ángulo preferente lo alcanza en un ángulo de 160º.
Diagrama de radiación cardioide.
Tipos de Antena
La definición formal de una antena es un dispositivo que sirve para transmitir y recibir
ondas de radio. Convierte la onda guiada por la línea de transmisión (el cable o guía de
onda) en ondas electromagnéticas que se pueden transmitir por el espacio libre.
Asimismo, dependiendo de su forma y orientación, pueden captar diferentes frecuencias,
así como niveles de intensidad.
Generalidades o Convierte los datos en ondas EM (Electro Magneticas)
o Posiblemente: El dispositivo mas importante en la red o Tipos: Omnidireccionales y Direccionales
Ganancias y perdidas o Se utiliza la unidad dB, definida como 10log(G) o 0dB = No ganancia ni perdida o +3dB Doble de ganancia o +10dB = Diez veces mas ganancia
Ancho de Banda de la Antena
El ancho de banda de la antena se define como el rango de frecuencias sobre las cuales la
operación de la antena es "satisfactoria". Esto, por lo general se toma entre los puntos de
media potencia, pero a veces se refiere a las variaciones en la impedancia de entrada de la
antena.
Cada subconjunto o banda de frecuencias dentro del espectro electromagnético tiene
propiedades únicas que son el resultado de cambios en la longitud de onda. Por ejemplo, las
frecuencias medias (MF, Medium Frequencies) que van de los 300 kHz a los 3 MHz
pueden ser radiadas a lo largo de la superficie de la tierra sobre cientos de kilómetros,
perfecto para las estaciones de radio AM (Amplitud Modulada) de la región. Las estaciones
de radio internacionales usan las bandas conocidas como ondas cortas (SW, Short Wave)
en la banda de HF (High Frequency) que va desde los 3 MHz a los 30 MHz. Este tipo de
ondas pueden ser radiadas a miles de kilómetros y son rebotadas de nuevo a la tierra por la
ionosfera como si fuera un espejo, por tal motivo las estaciones de onda corta son
escuchadas casi en todo el mundo.
Los estaciones de FM (Frecuencia Modulada) y TV (televisión) utilizan las bandas
conocidas como VHF (Very High Frequency) y UHF (Ultra High Frequency) localizadas
de los 30 MHz a los 300 MHz y de los 300 MHz a los 900 MHz, este tipo de señales
debido a que no son reflejadas por la ionosfera cubren distancias cortas, una ciudad por
ejemplo. La ventaja de usar este tipo de bandas de frecuencias para comunicaciones locales
permite que docenas de estaciones de radio FM y televisoras " en ciudades diferentes "
puedan usar frecuencias idénticas sin causar interferencia entre ellas.
Espectro electromagnético
Banda Significado Rango de Frecuencias Servicios
VLF Very Low
Frequency
3 kHz - 30 kHz Conducción de
electricidad
LF Low Frequency 30 kHz - 300 kHz Conducción de
electricidad, navegación
marítima, control de
tráfico aéreo
MF Medium Frequency 300 kHz - 3 MHz Radio AM
HF High Frequency 3 MHz - 30 MHz Radio SW
VHF Very High
Frequency
30 MHz - 300 MHz Radio FM, TV, radio
dos vías
UHF Ultra High
Frequency
300 MHz - 3 GHz TV UHF, telefonía
celular, WLL,
comunicaciones móviles
SHF Super High
Frequency
3 GHz - 30 GHz Servicios por
Satélite y microondas,
MMDS, LMDS
EHF Extremely High
Frequency
30 GHz en adelante LMDS
Infrarojo 3 x 1012 - 4.3 x 1014 Hz WPANs
Luz visible 4.3 x 1014 - 7.5 x 1014
Hz
Fibras ópticas
Ultravioleta 7.5 x 1014 - 3 x 1017 Hz
1 kHz = 1x103 Hz
1 MHz = 1x106 Hz
1 GHz = 1x109 Hz
WLL = Wireless Local Loop
MMDS = Multichannel Multipoint Distribution Service
LMDS= Local Multipoint Distribution Service
WPANs = Wireless Personal Area Networks
Tipos de Antenas
El tipo de la antena determina su patrón de radiación puede ser omnidireccional,
bidireccional, o unidireccional.
Las antenas Omnidireccionales son buenas para cubrir áreas grandes, la cual la radiación trata de ser pareja para todos lados es decir cubre 360º .
Las antenas Direccionales son las mejores en una conexión Punto-a-Punto, acoplamientos entre los edificios, o para los Clientes de una antena omnidireccional.
A continuación se muestran algunos ejemplos:
Antena Omnidireccional.
Monopolo Vertical
Es una antena constituida
de un solo brazo
rectilíneo irradiante en
posición vertical.
Podemos ver una antena
vertical con Ganancias de
3 dBi hasta 17 dBi.
o El uso en VHF es principalmente para las aplicaciones de radio móvil en vehículos.
o En Monopolos de ¼ de onda: la impedancia de la antena es de 36 ohmios
Dipolo
o Usada en frecuencias arriba de 2MHz o Ganancia baja: 2.2 dBi o Angulo de radiación ancho o En el espacio ideal, la impedancia del dipolo simple es de 73 Ohm.
Antenas Direccionales
Yagi
Antena constituida por
varios elementos
paralelos y coplanarios,
directores, activos y
reflectores.
o Utilizada ampliamente en la recepción de señales televisivas, comúnmente en frecuencias de 30Mhz y 3Ghz, (canal 2 al canal 6 de 50MHz a 86 MHz).
o Ganancia elevada: 8-15 dBi o Para el servicio 802.11 pueden tener ganancias entre el dBi 12 y 18. Manejan una
impedancia de 50 a 75 Ohms o Desventajas: Direccionarlas en la posición correcta no son tan difícil como una
antena parabólica, pero aun así puede llegar a ser difícil.
Parabolica
Antena provista de un
reflector metálico, de
forma parabólica,
esférica o de bocina, que
limita las radiaciones a
un cierto espacio,
concentrando la potencia
de las ondas.
o Se utiliza especialmente para la transmisión y recepción vía satélite. o Ganancia alta: 12-25 dBi o Directividad alta o Ángulo de radiación bajo
Infrarrojo
Los enlaces infrarrojos se encuentran limitados por el espacio y los obstáculos. El hecho de
que la longitud de onda de los rayos infrarrojos sea tan pequeña (850-900 nm), hace que no
pueda propagarse de la misma forma en que lo hacen las señales de radio.
Panel o 'Patch Antenna'
Panel o .parche. metálico radiante sobre un plano de tierra metálico.
Normalmente planas, en encapsulado de PVC.
Ganancia media-elevada: 5-20 dBi Directividad moderada Ángulo de radiación medio
Helicoidal (modo axial)
Hilo conductor bobinado sobre un soporte rígido. Detrás plano de tierra.
Ganancia media-elevada: 6-18 dBi Directividad moderada Ángulo de radiación medio
Microondas terrestres
Microondas: rango de frecuencias comprendido entre 2 GHz y 40 GHz
Son altamente direccionales o Requieren antenas parabólicas en la recepción
Las antenas han de estar muy altas para evitar obstáculos Constituyen una alternativa al cable coaxial y a la fibra óptica para
comunicaciones a larga distancia Otras aplicaciones
o Transmisión de televisión y voz
Microondas por satélite
Se usa un rango de frecuencias entre 1GHz a 50 Ghz
Los satélites
o Reciben una señal terrestre
o La señal es amplificada o repetida
o Envían la señal a uno o varios receptores terrestres
Los satélites han de tener órbita
geoestacionaria
o A una distancia de 35,784 km
Se producen retardos en las comunicaciones
Aplicaciones
o Televisión, telefonía a larga distancia, redes privadas
Referencias
Foro de discusión de redes inalámbricas: La Perla Online (Argentina)
http://www.laperlaonline.com.ar/site/modules.php?name=Content&pa=showpage&pid=2
Universidad Tecnologica Nacional (Argentina)
http://web.frm.utn.edu.ar/comunicaciones/antenas.html
Todo Antenas
http://www.todoantenas.cl/tipos-de-antenas.html
Trabajo de Daniel Mesen A
Barquisimeto - Estado Lara - Venezuela
Estudiante de Ingenieria Electrica
Universidad Fermin Toropublicado
http://www.monografias.com/trabajos6/ante/ante.shtml
Monopolo Vertical – Wikipedia en español
http://es.wikipedia.org/wiki/Monopolo_vertical
Antenas – Wikipedia en español
http://es.wikipedia.org/wiki/Antena
Dipolo - Wikipedia en español
http://es.wikipedia.org/wiki/Dipolo_%28antena%29
Antena Yagi– Wikipedia en español
http://es.wikipedia.org/wiki/Antena_Yagi
Yagi-Uda antenas
http://www.ee.surrey.ac.uk/Personal/D.Jefferies/yagiuda.html
Evelio Martínez Martínez
Publicado en la Revista RED en la edición especial
"El ABC de las Telecomunicaciones", Diciembre del 2002
Tambien disponible en:
http://www.eveliux.com/index.php?option=content&task=view&id=21