Test 2. Tecnología de los Sistemas de Antenas

El presente gráfico representa la sección de un tipo particular de alimentador (feeder). Su funcionamiento no se ve afectado por la presencia de objetos cercanos. Se trata de un alimentador no equilibrado (unbalanced). Se trata de una línea paralela (twin feeder) compuesta por dos conductores separados una distancia fija. Las corrientes que fluyen por los conductores son opuestas.

Sobre el alimentador de antena (feeder): Seleccione una o más de una: Su impedancia característica depende de la impedancia del transmisor. Su impedancia característica debe estar adaptada a la del transmisor y a la de la antena para obtener máximo rendimiento. Utiliza cableado como el de la red de distribución eléctrica. Su impedancia característica depende de la impedancia de radiación de la antena. Se encarga de transportar señales de radiofrecuencia de un punto a otro con un mínimo de pérdidas. Forma parte del sistema de antena, junto con la unidad de adaptación o acoplo (matching unit) y la antena. Su impedancia característica depende del medio dieléctrico que forma parte del alimentador. Su impedancia característica depende de la geometría (dimensiones) del alimentador.

Sobre el factor de velocidad en un alimentador de antena (feeder). Seleccione una o más de una: En muchos tipos de alimentador coaxial el factor de velocidad está en torno a 0,066. En alimentadores de tipo abierto, el factor de velocidad es menor en comparación con los coaxiales. En un alimentador, al reducirse la velocidad de propagación, se modifica la frecuencia de la señal. La velocidad de la onda electromagnética que se propaga por el alimentador se ve reducida en un factor de velocidad 1/√ε respecto al vacío, siendo ε la constante dieléctrica relativa. En muchos tipos de alimentador coaxial el factor de velocidad está en torno a 1,66. En aplicaciones en que se requiere cortar el alimentador a una longitud precisa que sea múltiplo de la longitud de onda, el factor de velocidad es clave.

Sobre la guía de onda (waveguide). Seleccione una o más de una: Una guía de onda de tipo WG10, de 72 x 34 mm está destinada a frecuencias entre 2,60 y 3,95 GHz. Sólo es práctica utilizarla a frecuencias bajas (rango de MF, en torno a 300 kHz - 3 MHz). Por encima de la frecuencia crítica la guía de onda no hace su función. Se puede introducir la señal en la guía de onda con una pequeña sonda ubicada en el centro de la guía, que puede ser el vivo de un coaxial conectado a la guía.

Sobre las ondas estacionarias en un alimentador de antena (feeder) y la adaptación de impedancias (impedance matching): Seleccione una o más de una: La adaptación de impedancias se consigue cuando la impedancia de fuente es mucho menor que la impedancia de carga. Cuando se producen ondas estacionarias en el alimentador, a una distancia de media onda respecto de la carga, el voltaje y la corriente son los mismos que en la carga. La aparición de ondas estacionarias en el alimentador se obtiene cuando se cumple la condición de adaptación de impedancias. Se consigue máxima transferencia de potencia entre una fuente y una carga cuando la impedancia de fuente es la conjugada de la impedancia de carga. En condición de adaptación de impedancias, se origina una distribución de máximos y mínimos de voltaje (o corriente) a lo largo del alimentador. Si no hay adaptación de impedancias, sólo se transfiere una fracción de la potencia a la antena. Si las impedancias de fuente y carga son reales, hay adaptación de impedancias cuando dichas impedancias son iguales.

Sobre la reflexión de potencia y la relación de onda estacionaria ROE (SWR): Seleccione una o más de una: SWR=(1+ρ) / (1−ρ). ρ=|Vref| / |Vfwd|. ρ=|Γ|. Valores altos de potencia reflejada pueden dañar el alimentador o el transmisor. SWR=(1+ρ^2) / (1−ρ^2). ρ E [1,infinito). ρ=| Vfwd | / |Vref|.

Sobre las pérdidas (loss) en el alimentador (feeder). Seleccione una o más de una: Para reducir las pérdidas, en algunos dieléctricos que separan los conductores se les hacen agujeros. Las pérdidas en un alimentador se suelen especificar en dB para una cierta longitud de alimentador. En el alimentador, las pérdidas se producen en los conductores y no en el dieléctrico. La potencia de radiofrecuencia que sale del alimentador (feeder) es menor que la que entra. La resistencia de los conductores en el alimentador provoca que se disipe energía de radiofrecuencia en forma de calor. Se pueden producir pérdidas en el alimentador por radiación. Las pérdidas en un alimentador se suelen especificar en Kelvin para una cierta longitud del alimentador. Las pérdidas en un alimentador dependen de su longitud y son independientes de la frecuencia de la señal.

El presente gráfico representa la sección de un tipo particular de alimentador (feeder). Seleccione una o más de una: Las señales parásitas que capta o radia este alimentador son suficientemente pequeñas como para despreciarlas. Su funcionamiento se ve afectado con facilidad por objetos cercanos. Se trata de un alimentador equilibrado (balanced). Se trata de un cable coaxial compuesto de: cubierta protectora exterior, malla conductora exterior, dieléctrico intermedio y conductor central. Se trata de un cable coaxial compuesto de: cubierta protectora exterior, dieléctrico exterior, conductor intermedio y dieléctrico central.

Sobre alimentadores coaxiales y su impedancia característica. Seleccione una o más de una: Los cables de antena de televisión tienen 75 ohmios de impedancia característica. Zo= [138/√(ϵ) ]* log⁡[D/d]. Dada una antena que requiera un alimentador equilibrado, se puede alimentar con un cable coaxial arrollando parte de dicho cable en una bobina. En aplicaciones de radiofrecuencia comerciales e industriales o en radioafición, se trabaja habitualmente con impedancias de coaxial de 50 ohmios. Dada una antena que requiera un alimentador equilibrado, para alimentarla con un cable coaxial, se necesitará usar un balún (Balanced-Unbalanced). Zo= [276/√(ϵ) ]* log⁡[D/d]. Dada una antena que requiera un alimentador equilibrado, se puede alimentar con un cable coaxial engarzando perlas de ferrita (ferrite beads) en dicho cable.

Sobre alimentadores equilibrados y su impedancia característica. Seleccione una o más de una: Al ser afectado por objetos cercanos, no se puede utilizar para atravesar edificios con tanta facilidad como el cable coaxial. Zo= [138/√(ϵ) ]* log⁡[D/d]. Zo= [276/√(ϵ) ]* log⁡[D/d]. El factor de velocidad es menor que el de una línea coaxial.

Sobre las agrupaciones enfasadas (phased arrays) Seleccione una o más de una: En un agrupamiento de costado (broadside array) adecuadamente alimentado, se puede conseguir que la máxima dirección de radiación sea perpendicular al plano que forman los dipolos. Para dos dipolos separados un cuarto de onda y con alimentación desfasada -90º hay un eje en el cual mostrarán máxima radiación en un sentido y mínima en el otro. Cambiando la fase de alimentación de los elementos activos que componen la antena, es posible cancelar o reforzar la señal en diferentes direcciones.

Sobre la antena alimentada por un extremo (end fed wire). Seleccione una o más de una: Se utiliza habitualmente en aplicaciones de onda corta. Al funcionar como antena de cuarto de onda, la máxima sensibilidad se obtiene en la misma dirección que marca el cable de antena. Sólo puede trabajar a una frecuencia. El diagrama de radiación depende de la longitud de la antena. Si la antena es de varias longitudes de onda a la frecuencia de trabajo, los lóbulos principales están alineados con el cable de antena. Se construye de forma que tenga un cuarto de onda o más para la frecuencia más baja de trabajo. No requiere unidad de adaptación de impedancias (matching unit).

Sobre la antena discono. Seleccione una o más de una: El rango de frecuencias de operación puede ser de hasta 10:1. Es una antena de reducido ancho de banda. La señal radiada está polarizada horizontalmente. El conjunto que forma el disco está unido eléctricamente al conjunto que forma el cono. La longitud de los elementos que forman el cono habitualmente es de un cuarto de onda de la frecuencia mínima de trabajo. Mantiene la impedancia de antena razonablemente bien en todo el rango.

Sobre la antena logoperiódica Seleccione una o más de una: En el agrupamiento logoperiódico de dipolos (LPDA) el tamaño de los dipolos es constante. El formato más común es el agrupamiento logoperiódico de dipolos (LPDA). El rango de frecuencias de operación habitual es de 10:1. Es omnidireccional. En el LPDA, la zona activa de la antena es la región donde se consiguen enfasar dos dipolos para la frecuencia de trabajo. La ganancia de una antena logoperiódica es comparablemente mucho mayor que la de una Yagi-Uda. Fue desarrollada en 1955 en la Universidad de Illinois. Para mantener la impedancia con la frecuencia, el diámetro de los elementos más largos se hace mayor.

Sobre antenas verticales Seleccione una o más de una: Es una antena que requiere un alimentador equilibrado (balanced). La mayoría de las estaciones de radiodifusión en onda media utiliza este tipo de antenas. Su diagrama de radiación es omnidireccional. Basta una simple pica clavada en el suelo para conseguir el plano de tierra. Está constituida por el monopolo vertical y un conjunto de radiales que forman el plano de tierra. En aplicaciones móviles sobre un vehículo, es el chasis el que actúa como plano de tierra. Para incrementar la impedancia de la antena, se pueden doblar los radiales que forman el plano de tierra hacia abajo.

Sobre la antena Yagi-Uda Seleccione una o más de una: Los directores se sintonizan por encima de resonancia y puede conseguirse esto haciéndolos más largos que el elemento excitador para que tengan naturaleza inductiva. Todos los elementos que componen la antena, salvo el reflector, están conectados al cable alimentador con su correspondiente red de desfase. Su invención data de 1855. Cuantos más elementos directores son añadidos, mayor anchura se consigue en el ancho de haz. El reflector tiene naturaleza inductiva y esto puede conseguirse haciéndole más largo que el elemento excitador resonante. En muchos diseños se emplea un dipolo doblado como elemento excitador, en vez de uno simple, para aumentar la impedancia de la antena. Prácticamente es el único tipo de antena que se emplea en recepción de televisión en UHF. Colocar elementos pasivos (parasitic) cerca del elemento activo reduce la impedancia de la antena. Tiene tres tipos de elementos sobre el soporte central (boom) que son: el elemento excitador (driven element), los reflectores y los directores.

Sobre antenas activas. Seleccione una o más de una: El amplificador actúa además como circuito de adaptación para asegurar un buen acoplamiento al alimentador. Son antenas receptoras que incluyen un elemento activo o amplificador. Debe manejar señales que pueden ser muy intensas para el amplificador. En caso de no hacerlo, se generarán productos de intermodulación, apareciendo señales artificiales. La alimentación del amplificador suele suministrarse a través del alimentador coaxial, que además transporta la señal.

Sobre antenas cortas. Seleccione una o más de una: Las antenas verticales cortas, es decir, menores del cuarto de onda, tienen un comportamiento inductivo. Una antena helicoidal puede ser una antena vertical a la que se ha añadido una inductancia distribuída a lo largo de la longitud de la antena. En antenas verticales de menor tamaño que el cuarto de onda, para hacerlas resonantes se incorpora una inductancia.

Sobre antenas de barra de ferrita. Seleccione una o más de una: La antena de barra de ferrita aprovecha la baja permeabilidad del núcleo para dispersar la componente magnética de las ondas de radio. La antena es omnidireccional. Suele formar parte del circuito sintonizable de radiofrecuencia (RF) del receptor. El nivel de señal recibido es máximo cuando la antena está alineada con la dirección del transmisor. Se hace resonar a la bobina a una cierta frecuencia, combinándola con un condensador variable de sintonía. El rendimiento de la ferrita limita su respuesta en frecuencia, siendo una antena efectiva para las bandas de onda larga y onda media. Están constituidas por una bobina sobre un núcleo de material magnético basado en hierro (ferromagnético).

Sobre las antenas de lazo. Seleccione una o más de una: Las pequeñas tienen una longitud de circunferencia menor de 0,1 longitudes de onda. Son omnidireccionales. Las pequeñas tienen una impedancia de radiación elevada. Las grandes típicamente tienen una longitud de circunferencia de media onda u onda completa, siendo resonantes sin necesidad de sintonía externa. Las pequeñas habitualmente tienen varias vueltas y pueden incluir un condensador variable para hacerlas resonar. La que tiene circunferencia de onda completa tiene una impedancia del orden de 75 ohmios.

Sobre aspectos prácticos de instalar antenas Seleccione una o más de una: No es necesario preocuparse de los rayos, ya que aunque se trate de una antena colocada sobre un tejado, está sintonizada a una frecuencia diferente. Es posible emplear mástiles arriostrados o torres, aunque estas últimas son más caras. En antenas ubicadas en interiores, deben situarse lejos de cables y elementos metálicos que pueden afectar a su funcionamiento. Deben ubicarse por encima de objetos que puedan apantallar a la antena, especialmente en antenas con ángulos de radiación bajos.

Sobre el dipolo. Seleccione una o más de una: Su longitud puede ser un múltiplo par de semilongitudes de onda. En el de media de onda, hay un máximo de corriente en los extremos. El más utilizado es el de cuarto de onda. En espacio libre, la impedancia del dipolo de media onda (alimentado en el centro), es de unos 73 ohmios. Los objetos cercanos alteran con facilidad la impedancia del dipolo. En el de media de onda, hay un máximo de voltaje en el centro.

Sobre el dipolo normal y el dipolo doblado. Seleccione una o más de una: Cuando se construye una antena por primera vez, es una buena idea hacer los elementos algo más largos para luego poder recortarlos al ajustarla. El ancho de banda del dipolo doblado se reduce respecto al del dipolo simple. El dipolo doblado tiene una impedancia 4 veces mayor que el simple (si se mantiente el tamaño del conductor que lo forma). En un dipolo, su longitud real se reduce en torno a un 5% respecto a la calculada utilizando la longitud de onda en espacio libre. Esto es debido al efecto de los extremos y a la relación longitud respecto a diámetro del cable o conductor utilizado.

Sobre materiales para antenas Seleccione una o más de una: La corrosión no es un elemento a tener en cuenta en una antena de intemperie. Las uniones con metales corroídos pueden actuar como semiconductores, actuando como elementos no lineales que generan armónicos y productos de intermodulación en presencia de señales intensas. Utilizar tornillos de latón o cobre sobre materiales como el aluminio facilita la corrosión. El uso de metales diferentes en la estructura intensifica los problemas de corrosión debido a que cada uno tiene un potencial electrolítico diferente.

Sobre el reflector parabólico. Seleccione una o más de una: G=10 log⁡[k(πD/λ])^2. Cuanto mayor es el diámetro, más amplio es el ancho de haz y es más fácil posicionarla. Es muy empleada en aplicaciones en ondas medias (MF) y ondas cortas (HF). La ganancia de antena depende principalmente del diámetro del reflector parabólico. La radiación recibida confluye en el foco del paraboloide.

Sobre el ancho de banda de una antena y otras características. Seleccione una o más de una: El diagrama de radiación no cambia con la frecuencia. En antenas directivas donde resulta clave la ganancia, se define el ancho de banda como el rango de frecuencias en el cual el lóbulo principal se mantiene dentro de 1 dB del máximo. El ancho de haz o la relación delante/detrás se ven afectadas cuando se desplaza la frecuencia de trabajo respecto de la frecuencia de resonancia de la antena. El ancho de banda de la antena se puede expresar como aquél en el que no se supera un cierto valor de relación de onda estacionaria. La impedancia de antena cambia al modificar la frecuencia de trabajo. Los cambios en la impedancia de antena no influyen en la adaptación con el alimentador de antena. Cuando hay desadaptación de impedancias entre antena y alimentador, una fracción de la potencia transmitida es reflejada.

Sobre el ancho de haz en una antena directiva. Seleccione una: Es el el valor de potencia en el diagrama polar donde la intensidad cae 3 dB respecto del máximo. Es el ángulo que abarca el primer lóbulo secundario en el diagrama polar. Es el ángulo entre los dos puntos del diagrama polar donde la intensidad cae 3 dB respecto del máximo. Es el ancho de banda de la antena donde se consigue máxima transferencia de potencia. Es el ancho de banda de la antena a la frecuencia de resonancia.

Sobre el ángulo de radiación de una antena: Seleccione una o más de una: En aplicaciones de comunicaciones (especialmente en frecuencias altas), que requieren visión directa entre antenas, es importante que el ángulo de radiación sea grande para conseguir el enlace. En radiocomunicaciones por propagación ionosférica, un ángulo de radiación bajo puede permitir comunicaciones a mayor distancia. Dado el diagrama de radiación en el plano vertical, es el ángulo comprendido entre el plano de tierra y el centro del lóbulo principal.

Ganancia y directividad: sobre antenas directivas. Seleccione una o más de una: Pueden construirse combinando dos o más antenas. Si se combinan dos o mas antenas en un agrupamiento (array), es necesario alimentar todos los elementos (o antenas). Si se combinan dos o más antenas, modificando la fase de la señal con que se alimenta cada una de ellas es posible reforzar la señal sobre unas direcciones u otras.

Sobre el siguiente diagrama polar: Seleccione una o más de una: No se aprecian lóbulos secundarios. Se corresponde con el diagrama polar de un dipolo de media onda. Corresponde al diagrama polar de una antena directiva. La antena tiene una relación delante/detrás de f/b.

Sobre los siguientes diagramas polares: Seleccione una: Corresponden a las cuatro polarizaciones de una antena monofilar, dependiendo de su alimentación y desfases aplicados. Corresponden a diferentes vistas del diagrama polar de una misma antena. Corresponden a una antena de hilo en la que se va cambiando su longitud eléctrica. Corresponden a cuatro antenas: la primera con dos elementos, la segunda con cuatro elementos, la tercera con seis y la cuarta con ocho elementos.

Sobre la ganancia y directividad de una antena. Seleccione una o más de una: La ganancia de un dipolo es de 2,1 dB respecto a la antena isótropa. El diagrama polar ofrece una representación tridimensional de la preponderancia de la radiación de la antena en las tres direcciones del espacio. La potencia de la señal entregada a cualquier antena se radia por igual en todas las direcciones del espacio. El diagrama de radiación (radiation pattern) de una antena es la representación tridimensional de la preponderancia de la radiación en cada dirección del espacio.

Sobre la impedancia de una antena. Seleccione una o más de una: Depende de factores como el tamaño, la forma, la frecuencia de trabajo y el entorno. En resonancia, sólo queda la componente resistiva de la impedancia. Siempre va a ser inductiva. La componente resistiva de la impedancia se debe a las pérdidas por calor que sufre la antena. Se consigue máxima transferencia de potencia (en el caso de manejar impedancias resistivas) si coinciden las impedancias de transmisor, alimentador y antena.

Sobre la polarización de las antenas: Seleccione una o más de una: Si el plano de polarización de la onda difiere en 90 grados respecto al plano de polarización de la antena, teóricamente no se recibirá la señal. La mayoría de las antenas tienen polarización lineal. Las antenas con elementos verticales son sensibles a las señales con polarización vertical. No es posible desarrollar antenas para polarizaciones elípticas o circulares.

En una antena directiva, la relación entre el valor máximo de señal en la dirección frontal y el valor de señal en la dirección opuesta se denomina: Seleccione una: Relación de onda estacionaria. Relación delante/detrás. Relación de aspecto. Relación señal a ruido. Cociente de reflexión.

Sobre la resonancia y el ancho de banda de una antena: Seleccione una o más de una: Cuanto más grande es la antena, más grande es la frecuencia de resonancia. Si el transmisor funciona fuera del ancho de banda de la antena, hay posibilidad de dañarlo. Las antenas tienen un ancho de banda limitado en el cual operan de forma eficiente. Trabajar fuera del ancho de banda de la antena es más crítico en recepción que en transmisión, en cuanto a que puede dañarse el receptor. La mayoría de las antenas trabajan fuera de la zona de resonancia. Una antena se comporta como un circuito sintonizado que tiene una frecuencia de resonancia.

Indica la unidad logarítmica que se utiliza para dar la ganancia de una antena respecto al dipolo.

Indica la unidad logarítmica que se utiliza para dar la ganancia de una antena respecto a la antena isótropa.