Objetivos específicos. Introducción Teórica. Guía

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1 6 1 Facultad: Ingeniería. Escuela: Electrónica. Asignatura: Propagación y Antenas. Título: Otras Antenas. Lugar de Ejecución: Telecomunicaciones Objetivos específicos Describir las características de la antena LOG PERIODICA. Realizar los cálculos para la construcción de una antena LOG PERIODICA. Efectuar las medidas de ganancia y diagramas de radiación. Introducción Teórica Antena logoperiódica Una clase de antenas independientes de la frecuencia llamadas logarítmicas periódicas evolucionaron del trabajo inicial de V. H. Rumsey, J. D. Dyson, R. H. DuHamel, y D. E. Isbell en la Universidad de Illinois en 195. Las ventajas principales de las antenas logarítmicas periódicas es la independencia de su impedancia de radiación y de su patrón de radiación a la frecuencia. Las antenas logarítmicas periódicas tienen relaciones de ancho de banda de 10:1 o más. La relación de ancho de banda es el de la frecuencia más alta con la frecuencia más baja en la cual puede operar satisfactoriamente una antena. La relación de ancho de banda se suele utilizar en lugar de sólo indicar el porcentaje del ancho de banda a la frecuencia central. La logarítmica periódica no es sólo un tipo de antena sino más bien una clase de antena, porque hay muchos tipos diferentes, algunos son bastante inusuales. Las antenas logarítmicas periódicas pueden ser unidireccionales o bidireccionales y pueden tener una ganancia directiva de bajo a moderado. Pueden obtenerse también ganancias mayores utilizándolas como un elemento en un arreglo más complicado. Figura 1 Antena Logarítmica Periódica.

2 2 La estructura física de una antena logarítmica periódica es repetitiva, lo que resulta en comportamiento repetitivo en sus características eléctricas. En otras palabras, el diseño de una antena logarítmica periódica consiste de un patrón geométrico básico que se repite, pero con un tamaño diferente. Lo más cercano que llega la logarítmica periódica de una antena convencional es probablemente a un arreglo de dipolo logarítmico periódico, como el que se muestra en la Error! No se encuentra el origen de la referencia.. Consiste de varios dipolos de diferente longitud y espacios que son alimentados de una sola fuente en el extremo pequeño. La línea de transmisión se cruza entre los puntos de alimentación de pares adyacentes de dipolos. El patrón de radiación para una antena logarítmica periódica básica tiene radiación máxima hacia afuera del extremo pequeño. La longitud de los dipolos y su espaciado están relacionados de tal forma que los elementos adyacentes tienen una relación constante entre sí. Las longitudes y los espaciados del dipolo están relacionados por la fórmula. R R R 1 L L L = = = = = = R R R τ L L L Expresión 1 Ecuación para obtener la relación entre longitudes para una Antena LOG PERIÓDICA. 1 Rn Ln τ = Rn 1 = Ln + 1 Expresión 2 Ecuación para obtener la relación entre longitudes para una Antena LOG PERIÓDICA. Donde: R = espaciado del dipolo (pulgadas) L = longitud del dipolo (pulgadas) τ = relación de diseño (número < 1) Los extremos de los dipolos se encuentran a lo largo de una línea recta, y el ángulo donde se encuentran está designado como α. Para un diseño típico, τ = 0. y α = 30. Con las estipulaciones estructurales anteriores, la impedancia de entrada de la antena varía respectivamente cuando se traza como función de la frecuencia, y cuando se traza contra el logaritmo de la frecuencia, varía periódicamente (por eso el nombre de logarítmica periódica ). Aunque la impedancia de entrada varía periódicamente, las variaciones no son necesariamente sinusoidales. Además, el patrón de radiación, la directividad, ganancia de potencia, y el ancho del haz experimentan una variación similar en la frecuencia. La magnitud de un período de frecuencia logarítmica depende de la relación de diseño y, si suceden dos máximos consecutivos en las frecuencias f 1 y f 2, están relacionadas por la fórmula f2 1 log f2 log f1 = log = log f1 τ Expresión 3 Ecuación para obtener la Magnitud de un Período de Frecuencia para una Antena LOG PERIÓDICA.

3 3 Figura 2 Impedancia de Entrada de una Antena Logarítmica Periódica en función de la Frecuencia. Por tanto, las propiedades medidas de la antena logarítmica periódica en la frecuencia f serán idénticas en las frecuencias τf, τ 2 f, τ 3 f, etc. Las antenas logarítmicas periódicas, al igual que las antenas rómbicas, se utilizan principalmente para las comunicaciones de HF y de VHF. Sin embargo, las antenas logarítmicas periódicas no tienen una impedancia final y por consiguiente son más eficientes. Con frecuencia, las antenas de TV anunciadas como de alta ganancia o alto rendimiento son antenas logarítmicas periódicas. Materiales y equipos Transmisor de UHF. Receptor de UHF. 1 antena LOG PERIODICA. 1 antena de apertura rectangular mod. SO N. 1 dipolo de onda completa mod. SO J. Procedimiento Para esta práctica deberá traer previamente calculada las dimensiones de los elementos de una antena LOG PERIÓDICA completando los valores de la Tabla 1, para la frecuencia central y ancho de banda que le indique el instructor. ACTIVIDADES Ensamble la antena LOG PERIÓDICA previamente calculada. Obtenga el diagrama de radiación y el ancho de banda de la antena LOG PERIÓDICA que construyó Compare los patrones de radiación y ancho de banda de una YAGI UDA (prácticas anteriores) y el de una LOG PERIÓDICA. Qué puede concluir? Obtenga el diagrama de radiación de la antena de apertura rectangular. Obtenga el diagrama de radiación del dipolo de onda completa

4 4 ELEMENTOS Rn [cm] Rn [plg] Ln[cm] Ln[plg] / / / / Tabla 1 Valores calculados para la elaboración de Antena LOG PERIÓDICA. 1. Graficar en la Figura 3 el diagrama de radiación de la antena.

5 5 Figura 3 Diagrama de Radiación para una Antena de LOG PERIÓDICA.

6 6 Análisis de resultados 1. Describa una antena LOG PERIÓDICA. Investigación complementaria 1. Investigue sobre las zonas de Fresnel. 2. Qué constituye un sistema de Microondas de corto alcance? Un sistema de microondas de largo alcance? 3. Qué es reutilización de frecuencias? 4. Defina qué es umbral del receptor. Bibliografía WAYNE TOMASI, Sistemas de Comunicaciones Electrónicas, 4º Edición, Capítulo 1 Radiocomunicaciones por microondas y ganancia del sistema.