Acerca de la antena dipolo plegada / Antena

La antena dipolo básica o antena se utiliza ampliamente en su forma básica. Sin embargo, en una serie de circunstancias, una modificación a esta denominada antena dipolo plegada proporciona una serie de ventajas.

La antena dipolo plegada o la antena dipolo plegada se usa ampliamente, no solo por sí sola, sino también como elemento impulsado en otras antenas como la antena Yagi y varios otros tipos de antenas.

Conceptos básicos de la antena dipolo plegada

La antena dipolo plegada consta de un dipolo básico, pero con un conductor adicional que conecta los dos extremos juntos. Esto crea un 'bucle' de cable que es un cortocircuito a CC. Como los extremos parecen estar doblados hacia atrás, la antena se llama antena dipolo doblada.

A continuación se muestra el formato básico de la antena dipolo plegada. Al igual que el dipolo básico, la antena dipolo plegada es una antena balanceada y debe alimentarse con un alimentador balanceado. Se pueden usar alimentadores desequilibrados siempre que se use un balun (transformador desequilibrado a balanceado).

La parte adicional de la antena dipolo plegada a menudo se fabrica utilizando un alambre o varilla del mismo diámetro que la sección del dipolo básico. Sin embargo, este no es siempre el caso.

Además, los alambres o varillas suelen estar equidistantes a lo largo de la longitud de los elementos paralelos. Esto se puede lograr de varias formas. A menudo, para las antenas de VHF o UHF, la rigidez de los elementos es suficiente, pero a frecuencias más bajas puede ser necesario emplear espaciadores. Para mantener los cables separados. Obviamente, si no están aislados, es imperativo evitar que se produzcan cortocircuitos. En algunos casos, se puede utilizar un alimentador plano.

Una de las principales razones para utilizar una antena dipolo plegada es el aumento de la impedancia de alimentación que proporciona. Si los conductores en el dipolo principal y el segundo conductor o "pliegue" tienen el mismo diámetro, entonces se encuentra que hay un aumento de cuatro veces (es decir, dos al cuadrado) en la impedancia de alimentación. En el espacio libre, esto da un aumento en la impedancia de alimentación de 73 Ω a alrededor de 300 Ω ohmios. Además, la antena de RF tiene un ancho de banda más amplio.

Teoría del aumento de impedancia del dipolo plegado
Es posible razonar por qué hay un aumento de cuatro veces en la impedancia para la antena dipolo plegada.

En una antena dipolo estándar, las corrientes que fluyen a lo largo de los conductores están en fase y, como resultado, no hay cancelación de los campos y, como resultado, se produce radiación o la señal.

Cuando se agrega el segundo conductor para hacer la antena dipolo doblada, esto puede considerarse como una extensión del dipolo estándar con los extremos doblados hacia atrás para encontrarse entre sí. Como resultado, las corrientes en la nueva sección fluyen en la misma dirección que las del dipolo original. Por lo tanto, las corrientes a lo largo de ambas medias ondas están en fase y la antena irradiará con los mismos patrones de radiación, etc., que un simple dipolo de media onda.

El aumento de impedancia se puede deducir del hecho de que la potencia suministrada a una antena dipolo plegada se reparte uniformemente entre las dos secciones que componen la antena. Esto significa que en comparación con un dipolo estándar, la corriente en cada conductor se reduce a la mitad. Como se aplica la misma potencia, la impedancia debe aumentarse en un factor de cuatro para mantener el equilibrio en la ecuación Watts = I2 x R.

Efecto de línea de transmisión dipolo plegado
El elemento plegado de la antena dipolo plegada tiene un efecto de línea de transmisión adjunto. Se puede ver que la impedancia del dipolo aparece en paralelo con la impedancia de las secciones de la línea de transmisión en corto, aunque los argumentos a favor de la impedancia dados anteriormente siguen siendo ciertos; es solo otra forma de ver el mismo problema.

Esto puede ayudar a explicar algunas de las otras propiedades de la antena.

La longitud se ve afectada por este efecto. Normalmente, la longitud de onda de una onda estacionaria en un alimentador se ve afectada por el factor de velocidad. Si se utiliza aire, esto supondrá alrededor del 95% del valor de espacio libre. Sin embargo, si se utiliza un alimentador plano con un factor de velocidad más bajo, esto tendrá el efecto de acortar la longitud requerida.

El efecto alimentador también da como resultado que la antena dipolo plegada tenga una respuesta más plana, es decir, un ancho de banda más amplio que un dipolo no plegado.

Ocurre porque a una frecuencia alejada de la resonancia, la reactancia del dipolo es de forma opuesta a la de la línea de transmisión clasificada y, como resultado, hay cierta cancelación de reactancia en el punto de alimentación de la antena.

Ventajas del dipolo plegado
Hay dos ventajas principales de usar una antena dipolo plegada sobre un dipolo estándar:

Aumento de impedancia:  Cuando es necesario utilizar alimentadores de mayor impedancia, o cuando la impedancia del dipolo se reduce por factores como elementos parásitos, un dipolo plegado proporciona un aumento significativo en el nivel de impedancia que permite que la antena se adapte más fácilmente al alimentador disponible.

Amplio ancho de banda:  La antena dipolo plegada tiene una respuesta de frecuencia más plana; esto permite que se utilice en un ancho de banda más amplio con muchas transmisiones utilizando una variedad de canales seleccionables diferentes, por ejemplo, televisión y radiodifusión, se necesita una antena de ancho de banda amplio. La antena dipolo estándar no siempre proporciona el ancho de banda requerido y el ancho de banda adicional del dipolo plegado cumple con los requisitos.

Dipolos plegados de conductores desiguales

En muchas ocasiones puede ser necesario implementar relaciones de impedancia a la relación estándar de 4: 1 que es normal para una antena dipolo plegada. Simplemente variando el diámetro efectivo de los dos conductores: superior e inferior, se pueden obtener diferentes relaciones.

Es posible determinar la relación de aumento de impedancia utilizando la fórmula siguiente:

 
Lugar:
    d1 es el diámetro del conductor para el brazo de alimentación del dipolo
    d2 es el diámetro del conductor para el brazo no alimentado del dipolo
    S es la distancia entre los conductores
    r es la relación de aumento

Debe recordarse que existe un efecto de acortamiento asociado con el uso de conductores gruesos en contraposición al alambre normal y esto tendrá un efecto en la longitud del dipolo plegado.

Dipolos plegados multiconductores
Aunque el concepto de una antena dipolo plegada a menudo implica el uso de un conductor adicional, el concepto se puede ampliar aún más agregando conductores adicionales. Esto tiene el efecto de aumentar aún más la impedancia general y ampliar aún más el ancho de banda.

 
En el caso de un dipolo plegado de tres hilos, con todos los hilos o conductores del mismo diámetro, la impedancia se incrementa en un factor de tres al cuadrado, es decir, 9. Esto significa que el valor nominal para un dipolo plegado con tres conductores es 9 veces 73Ω o aproximadamente 600Ω

Aplicaciones de dipolo plegado
Hay muchas formas en las que se pueden utilizar los dipolos plegados. Encuentran usos en muchas aplicaciones:

En su propia:   Las antenas dipolo plegadas a veces se usan solas, pero deben alimentarse con un alimentador de alta impedancia, típicamente 300 ohmios. Esto por sí solo puede ser muy útil en ciertas aplicaciones donde se pueden usar alimentadores balanceados.

Como parte de otra antena:   Sin embargo, los dipolos plegados encuentran más usos cuando un dipolo se incorpora en otro diseño de antena de RF con otros elementos cercanos. El problema es que incorporar un dipolo en una antena como una Yagi donde los elementos están estrechamente acoplados reduce la impedancia de alimentación. Si se utilizó un dipolo simple, entonces los niveles de impedancia de alimentación de menos de 20 Ω o menos se pueden experimentar fácilmente.

El uso de un dipolo plegado permite aumentar la impedancia en un factor de cuatro o lo que sea necesario al tener varios cables en el dipolo plegado.

Mayor ancho de banda:   A veces, los dipolos plegados pueden emplearse únicamente para proporcionar un mayor ancho de banda. Cuando se usan para aumentar el ancho de banda, los dipolos plegados pueden usarse solos o dentro de otro sistema de antena.
En vista del número de formas en que se pueden usar los dipolos plegados, son más comunes de lo que se hubiera esperado al principio.

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