Cálculo de antenas

Los ejemplos de cálculo de antenas que siguen sólo tienen por objeto mostrar el funcionamiento de algunos casos y el origen de la ganancia y de la impedancia. Los cálculos son aproximados y no tienen en cuenta, por ejemplo, el grueso de los elementos de la antena, que aquí son considerados como finos. Tampoco se tiene en cuenta la influencia de la Tierra. Las longitudes de los dipolos y sus separaciones son arbitrarias y no tienen tal vez ninguna utilidad en la realidad. Los cálculos obtenidos con los programas dados como enlaces externos son probablemente más útiles en la práctica.

Salvo indicación contraria, todos los ángulos están en radianes.

Dipolo cuarto de onda

La antena y su imagen forman un dipolo que solo radia hacia arriba.

Una antena o "cuarto de onda" es una antena de de largo colocada verticalmente sobre un plano dieléctrico o conductor que le sirve de reflector. La imagen de la antena parece recorrida por una corriente que tiene el mismo sentido que la de la antena real. El conjunto forma una antena pero que solo radia, por supuesto, hacia arriba. Es preferible que el plano sea conductor, porque un dieléctrico solo refleja bien las ondas electromagnéticas que cuando la incidencia es rasante.

Pero en el buen lado del reflector (hacia arriba) el campo eléctrico y luego la potencia por metro cuadrado es el mismo que el producido por un dipolo alimentado con la misma corriente. Pero como la potencia total es la mitad de la que emitiría el dipolo , la resistencia en serie de la impedancia de la antena es igual a la mitad de la resistencia de un dipolo . Es decir ohmios, ya que la parte reactiva también está dividida por dos. La ganancia de la antena es la misma que la de un dipolo o sea 2,14 dBi.

Cuando la tierra no es utilizable, como en un vehículo, se puede utilizar el techo metálico de este mismo como plano de tierra. En otros casos se puede simular un plano de tierra con una rejilla conductora o simplemente con varillas radiales al pie del cuarto de onda. Ese tipo de antena se llama ground-plane. Modificando la inclinación de las varillas se modifica también el diagrama de radiación y, por supuesto, la impedancia.

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