Antenas de Hilo o de Dipolo: DIPOLO SIMPLE Y MONOPOLO

1. Dipolo Simple (Elemental)

Un dipolo es una antena con alimentación central empleada para transmitir o recibir ondas de radiofrecuencia, es decir, es un elemento de corriente de longitud h, recorridos por una corriente uniforme, cuyas dimensiones son pequeñas comparadas con la longitud de onda.

La mayor parte de las antenas con frecuencias inferiores a 1 MHz se comportan como dipolos elementales, dado que a esa frecuencia la longitud de onda es de 300 metros.

La longitud del dipolo es la mitad de la longitud de onda de la frecuencia de resonancia del dipolo, y puede calcularse como 150/frecuencia(MHz). El resultado estará dado en metros. A causa del efecto de bordes la longitud real será algo inferior, del orden del 95% de la longitud calculada.

La siguiente imagen es un dibujo de un dipolo elemental , pintado en rojo esta la el campo eléctrico y en azul el campo magnético.

Y aquí su diagrama de radiación en 3 dimensiones:

2. Monopolo (vertical)

El monopolo vertical o antena vertical es una antena constituida de un solo brazo rectilíneo irradiante en posición vertical.

Se considera que el monopolo no es una antena completa, y que necesita ser completada por un plano de masa para poder funcionar correctamente.

Ese plano de masa puede ser natural (por ejemplo, una superficie de agua salada), o bien artificial (una serie de conductores que se unen en la base del monopolo).

El monopolo se alimenta en la base. La alimentación es asimétrica, es decir, cuando uno de los conductores del monopolo está a masa y el otro experimenta las variaciones de tensión, se dice que la alimentación es asimétrica. y habitualmente se alimenta con cable coaxial.

En la siguiente foto podemos comprobar la similitud entre monopolo y dipolo, los monopolos tienen la misma corriente que los dipolos, los campos radiados son los mismos en el semiplano superior, mientras que el campo es cero en el semiplano inferior del monopolo.

La antena vertical emite en polarización vertical, o sea, el campo eléctrico es perpendicular al plano del suelo.
En la siguiente tabla está la comparación entre los diversos parámetros de radiación.

Y por último un ejemplo de diagrama de radiación de una antena vertical:

Los parámetros usados para la realización del diagrama fueron los siguientes:

Constante dieléctrica del terreno (3-80) : 4

Conductividad de suelo (0.00003-5.0 S/m): 0.001

Frecuencia de Trabajo (2-30 MHz): 8

Altura sobre el suelo (99 m máx.): 12.5

Radio del sistema de tierra (m): 50

Diámetro de los hilos radiales (mm): 3

Número de hilos radiales del sistema de tierra: 12

Y los datos resultantes del estudio (a parte del diagrama):

Elevación de la ganancia máxima (grados): 23º

Ganancia directiva (dBi): 0.4

Mínimo/paso valor(dB): -30/3