Dipolo

1. Antena dipolo
1. ¿Qué es?
Al hablar de la antena dipolo, tratamos de la antena más sencilla y popular
junto con una línea de transmisión coaxial, este tipo de antena cuenta con una
alimentación central empleada para transmitir o recibir ondas
de radiofrecuencia y consiste en un hilo conductor de media longitud de onda a
la frecuencia de trabajo, cortado por la mitad en cuyo centro se coloca un
generador o una línea de transmisión, estas antenas al estar construidas
generalmente en cobre y terminarse en dos puntas que introducen una cierta
capacidad que no existe en el conductor continuo, para obtener la resonancia
lo apropiado es acortar ligeramente esta longitud debido al mismo efecto que el
factor de propagación de las líneas de transmisión, es decir para efectos
practicas, se puede considerar que al acortar la longitud a un 5% se logra
conseguir la condición de resonancia.
La antena dipolo es un sistema balanceado, en este tipo de transmisión la
señal que se propaga es medida como la diferencia de potencial entre los dos
conductores, ambos conductores conducen corriente de señal, y las corrientes
tienen igual magnitud con respecto a tierra, pero viajan en direcciones
opuestas. Ahora bien tenemos que una antena dipolo normalmente es
alimentada con una línea tipo coaxial que es un sistema des balanceado (un
alambre esta al potencial de tierra, mientras el otro tiene el potencial de una
señal). Para unir un sistema balanceado con uno des balanceado es
imprescindible la implementación de un dispositivo el cual sea capaz de
hacernos el acople, y además que haga que no circule corriente de RF por la
maya del coaxial y queden los sistemas en forma adecuada, y es entonces
cuando hablamos del ³balun´.
El balun es un dispositivo que se emplea para conectar una línea de
transmisión balanceada con una carga des balanceada, también lo que es
común como en este caso, una línea de transmisión des balanceada como lo
es el cable coaxial, se puede conectar a una carga balanceada como lo es la
antena dipolo, mediante un transformador especial con des balanceado
primario y devanado secundario con toma central. El conductor externo de una
línea des balanceada se suele conectar a tierra. A frecuencias relativamente
bajas se puede usar un transformador ordinario para aislar la tierra de la carga.
Este dispositivo debe tener un blindaje electroestático conectado a tierra física,
con el fin de reducir al mínimo los efectos de las capacitancias parasitas.
Cuando las frecuencias son relativamente altas se implementa otro tipo de
balun, como lo es el balun de banda angosta también llamado choke. Un choke
de cuarto de onda se instala en torno al conductor externo de un cable coa xial
y se conecta con él. Así la impedancia que se ve hacia la línea de transmisión

2. se forma por el choke y el conductor externo, y es igual al infinito, es decir el
conductor externo ya no tiene impedancia cero a tierra. La siguiente grafica
muestra la implementación de un balun tipo choke a una antena dipolo.
2. Tipos de antenas dipolos
y Dipolo simple
Este es el tipo más sencillo de antena dipolo, y consiste en dos elementos
conductores rectilíneos colineares de igual longitud, alimentados en el centro, y
de radio mucho menor que el largo.
La longitud de este tipo de antena se expresa como L=150/f, pero como se
menciono en apartados anteriores, para efectos prácticos se acorta la longitud
un 5% con el fin de conseguir la condición de resonancia, entonces la longitud
de la antena quedaría como L=142.5/f, siendo f la frecuencia de trabajo en
megahercios. Para que esta fórmula nos dé un buen resultado, la antena debe
estar de manera horizontal y a un medio de altura de su longitud de onda en
espacio libre
La longitud real del dipolo a la frecuencia de resonancia dependerá de muchos
otros parámetros, como el diámetro del conductor, o bien la presencia de otros
conductores a proximidad.
En el espacio ideal y a una distancia de la tierra mayor a varias longitudes de
onda, la impedancia del dipolo simple es de 73 Ohm.
y Antena en V invertida
Este tipo de antena Tiene la forma de una V invertida y no es más que un
dipolo de media onda en la que el centro constituye l a parte más elevada de la
misma y del que parten las dos ramas inclinándose hacia el suelo, este tipo de
antena tiene propiedades muy parecidas a la antena dipolo de media onda pero
con la diferencia que ocupa menos espacio
La realización de este tipo de antenas exige algunas precauciones, algunos
autores recomiendan que el ángulo de la V no sea inferior a 120 grados, y que
los extremos de la V estén lo más lejos posible del suelo; la proximidad de los
extremos a la tierra induce capacidades que alteran la frecuencia de
resonancia.
Puesto que ocupa menos espacio que el dipolo de media onda, la antena
dipolo en V invertida es sumamente apreciado por los radioaficionados que

3. transmiten en expediciones, porque con un simple mástil de unos nueve
metros, un poco de cable y de cuerda de nylon, es posible instalar rápidamente
una antena transportable, liviana, y poco voluminosa.
y Sloper
Es una antena dipolo de media longitud de onda instalada de manera que tiene
un extremo elevado y que transcurre inclinada hasta la proximidad del suelo.
y Dipolo doblado
Este dipolo es en esencia una antena única formada por dos elementos. Un
elemento se alimenta en forma directa, mientras que el otro tiene acoplamiento
inductivo en los extremos. Cada elemento tiene media longitud d e onda de
largo, no obstante como puede pasar corriente por las esquinas, hay una
longitud de onda completa de corriente en la antena, así para la misma
potencia de entrada, la corriente de entrada es la mitad de la del dipolo básico
de media onda, y la impedancia de entrada es cuatro veces mayor. La
impedancia de entrada de una antena de dipolo doblado es igual a la
impedancia de media onda multiplicada por la cantidad de alambres doblados,
elevada al cuadrado, un punto importante a destacar del dipolo dob lado con
respecto al de media onda es el ancho de banda, pues se puede aumentar
todavía más el ancho de banda haciendo de mayor diámetro los elementos del
dipolo.
y Dipolo de brazos plegados
Es un dipolo cuyos brazos tienen una pequeña parte del extremo parc ialmente
plegada. Eso hace que se economice espacio, a costa de sacrificar
parcialmente la eficiencia del dipolo.
y Dipolo eléctricamente acortado
Es un dipolo en el cual un segmento de cada brazo (por ejemplo, el tercio
central) es reemplazado por un solenoide. Eso hace que el dipolo sea mucho
más corto, pero a costa de sacrificar otras cualidades del dipolo original, como
la eficiencia, la impedancia y el ancho de banda.
y Doblete elemental
Es un dipolo eléctricamente corto y con frecuencia se llama dipolo corto, dipolo
elemental o dipolo hertziano, eléctricamente corto quiere decir que es corto en
comparación con media longitud de onda, pero no necesariamente onda de
corriente uniforme , en general cualquier dipolo menor que un decimo de
longitud de onda se considera eléctricamente corto, pues en realidad no se
puede obtener un doblete elemental, sin embargo el concepto de dipolo corto
es útil para comprender las antenas mas practicas.

4. En general el dipolo simple es una de las antenas más ampliamente utiliz ada
en frecuencias arriba de 2MHz. el siguiente apartado se muestran las ventajas
y desventajas de estas antenas
3. ¿Cómo se construyen?
Básicamente podemos clasificar las antenas dipolo en dos grandes grupos:
antenas dipolo simple y antenas dipolo plegado.
El material con el que estas se construyen, es el tubo de aluminio, ya que este
material tiene las ventajas de tener poco peso, no se deteriora al contacto con
la intemperie, es buen conductor de la electricidad y su precio no es elevado.
De mejor material son las de duraluminio. El duraluminio es la denominación
comercial de una aleación a base de un 95% de aluminio ,4% de cobre, 0.5%
de magnesio y 0.5% de manganeso. El aluminio es por tanto, el material
principal (de poco peso y buen conductor); el cobre le proporciona facilidad
para ser ser mecanizado, el manganeso le aporta dureza y el magnesio
contribuye a mantener su ligereza.
y Antena dipolo simple para FM
Las emisiones de radiodifusión en Fm se efectúan en la banda II de VHF,
banda que cubre frecuencias comprendidas entre 87 y 110Mhz.
La antena más sencilla que puede utilizarse para estas frecuencias es el dipolo
simple polarizado horizontalmente, para estas antenas la longitud de las varillas
es de 71 cm, separadas unos 5cm, la impedancia de esta antena es de 73Ÿ y
capta la máxima energía cuando la señal incide sobre ella perpendicularmente.
Este tipo de antena pertenece al grupo de las bidireccionales, ya que solo
puede recibir señales procedentes de emisoras situadas delante y detrás del
dipolo.
Una antena que capte las señales de todas las direcciones se basa en los
mismos principios de la anteriormente mencionada, pues se trata simplemente
de dos dipolos situados perpendicularmente uno con respecto al otro, lo que
permite recibir emisoras de todas las direcciones. El dipolo simple se toma
como antena de referencia para el cálculo de la ganancia del resto de las
antenas, siendo por lo tanto, la ganancia del dipolo simple de 0dB
y Antena dipolo plegado para FM
Esta antena está formada por un bucle cerrado, y tiene como ventaja sobre el
dipolo simple el hecho de no requerir un punto de fijación aislado es decir, que
la unión entre el dipolo y el mástil de sujeción no tiene por qué estar aislada
eléctricamente.

5. La ganancia de esta antena es la misma que la del dipolo simple, pero su
impedancia es cuatro veces mayor es decir 300Ÿ. La longitud total del dipolo
plegado se calcula igual que la del dipolo simple, es decir, un 5% menor que la
mitad de la longitud de onda que ha de recibir. En el caso d e la recepción de la
banda II (FM), la longitud real del dipolo plegado será pues la misma que la del
dipolo simple, es decir 150cm.
Esta medida en entiende comprendiendo las partes curvadas de la antena. la
separación entre los dos elementos debe ser la menor posible y ha de ser
constante a lo largo de toda la antena, para obtener un rendimiento
satisfactorio, es imprescindible que la distancia de separación no sobrepase
1/32 del valor de la longitud de onda.
Al igual que la antena dipolo simple, la sens ibilidad de la antena dipolo plegado
es máxima cuando las ondas electromagnéticas inciden sobre ella
perpendicularmente. Este tipo de antena debe conectarse al receptor de radio
con un cable de igual impedancia. También la toma de antena del receptor
debe ser de 300Ÿ para que se obtenga la máxima transferencia de energía
desde la antena al receptor.
4. Propiedades eléctricas
y Corriente y tensión en una antena dipolo
En una antena dipolo encontramos en la parte central una tensión reducida y
una corriente elevada, mientras que en las puntas del dipolo se produce una
tensión elevada y una corriente muy pequeña o nula, lo cual implica un sumo
cuidado al intervenir con la sujeción de estas partes. Si el material aislante
aislante no es de buena calidad, la elevada tensión que se encuentra en las
puntas del dipolo puede producir grandes pérdidas, además aun trabajando
con potencias pequeñas se puede tener quemaduras en caso de
accidentalmente tener contacto con las puntas del dipolo.
y Radiación
En un plano perpendicular a la dirección del hilo del dipolo. Radia exactamente
igual en todas las direcciones, mientras que en el plano del dipolo radia con un
máximo en la dirección perpendicular al hilo y un mínimo en la dirección del
hilo, es decir es ligeramente dire ctivo y tiene una ganancia respecto a una

6. antena isotrópica de 2,3 db en direcciones perpendiculares al hilo del dipolo.
Para efectos de práctica podemos decir que la antena dipolo es
omnidireccional, excepto para direcciones hacia las puntas.
y Polarización
Cuando la antena dipolo es paralela al plano de la tierra, la componente
eléctrica de la onda es paralela al plano de la tierra: se dice que
tiene polarización horizontal.
Cuando la antena dipolo es perpendicular al plano de la tierra, la
componente eléctrica de la onda es emitida perpendicularmente al plano de
la tierra: se dice que tiene polarización vertical.
En HF, y en VHF en clase de emisión banda lateral única se prefiere la
polarización horizontal, y en VHF en clase de emisión frecuencia modulada,
la polarización vertical
.
y Impedancia
La impedancia de un dipolo de base y en el espacio ideal es de 73 Ohms.
En la práctica, la impedancia real será una función importante de la altura.
La impedancia característica de un dipolo replegado y en el espacio ideal es
de 300 Ohms.
y Acortamiento eléctrico
La longitud real de un dipolo respecto a su homólogo ideal es un 5% menor.
A ese efecto de bordes se lo llama acortamiento eléctrico.
5. Ancho de Banda
Potencia normalizada de un dipolo de media longitud de onda, donde se
demuestra la relativa banda estrecha de un dipolo. Se observa que el ancho
de banda es de aproximadamente un 15%, y por tanto podemos afirmar que
un dipolo es de banda estrecha. Para lle gar a esta afirmación, nos basamos
en la fórmula de la potencia del dipolo de media onda:

7. ,
A í, i l l l i t l it l l it l
t i i l i , t l fi i t i i
t i i l l i l f i t j .
6. G i
La anancia na ant na la laci n coci nt ot ncias or ni ad
de superficie, entre una antena dada una antena isótropa ue se toma
como referencia, ambas alimentadas con la misma potencia:
La potencia por superficie unitaria transportada por una onda
electromagnética es:
La potencia por superficie unitaria de una antena isótropica alimentada con
la misma potencia es:
En el caso de un dipolo corto, cuando se remplazan los alores, el resultado
final es:
, , 6 dBi

8. Los dBi son decibelios con una i añadida para recordar que se trata de una
ganancia con respecto a una antena isótropa, habiendo una diferencia de
2,15dB entre dBd y dBi (por ejemplo 12dBd son 14,15dBi). Siendo dBd la
ganancia expresada respecto al dipolo de media onda.
. Ventajas y Desventajas
Ventajas
y Estas antenas son las más simples desde el punto de vista teórico.
y Son las más fáciles de fabricar por su diseño simple.
y Acceso inmediato a los extremos, lo cual permite ajustar cómodamente la
longitud con precisión.
y Son muy ligeras y de fácil instalación.
y Se utilizan principalmente en radiodifusión
y El dipolo en V invertida es sumamente apreciado por los radioaficionados
que transmiten en expediciones, porque con un simple mástil de unos
nueve metros, un poco de cable y de cuerda de nylon, es posible instalar
rápidamente una antena transportable, liviana, y poco voluminosa.
y Las antenas de dipolo se pueden utilizar en muchos lugares, de los coches
a las televisiones, y en radios de AM-FM y ranura dores sin hilos.
y Mínima ocupación de espacio, lo cual es apreciable cuando el sitio está
limitado.
y Las dipolo plegado poseen un gran ancho de banda, además de tener un
magnifico rendimiento
y En la construcción del dipolo plegado no es necesario cortar los cables,
puede hacerse con un único cable que se dobla en los aisladores. Las
medidas de los separadores varían según a la frecuencia que esté cortada
la antena.
y Ofrecen la mejor flexibilidad en cuanto a orie ntación de la antena.
Desventajas
y Rigurosamente, hay que alimentar el dipolo con una alimentación
simétrica, para lo cual hay que intercalar un balun o simetrizador entre el
dipolo y el cable coaxial

9. y La realización exige algunas precauciones. Autores como Brault y Piat
recomiendan que el ángulo de la antena V invertida no sea inferior a
120 grados, y que los extremos de la V estén lo más lejos posible del
suelo; la proximidad de los extremos a la tierra induce capacidades que
alteran la frecuencia de resonancia. (dipolo en v invertida)
y La antena dipolo no irradia en todas las direcciones con la misma
potencia; se dice entonces que es una antena direccional
y Las antenas dipolo no proveen mucha ganancia
y Es sensible a cualquier movimiento fuera de la posición perfectamente
vertical.
y Aunque las antenas de dipolo se puedan orientar verticalmente,
horizontalmente, o en ángulo, la polarización de sus campos
electromagnéticos cambia con sus posiciones
y Para el diseño de las diferentes antenas dipolos que existen, se
sacrifican algunas cualidades del dipolo original como lo son eficiencia,
impedancia y ancho de banda.
8. Derivados del Dipolo
y Antena Yagi
Cuando a un dipolo se le antepone otro dipolo delante, ligeramente más corto,
y otro dipolo detrás, ligeramente más largo, se obtiene una Antena Yagi.
y Antena Spiderbeam
Antena liviana, multi bandas y transportable, la Antena Spiderbeam es una
variación más compleja del dipolo original, en forma de telaraña.
9. Aplicaciones
Se utilizan principalmente para transmitir señales de TV, FM y para
comunicaciones militares.
El dipolo de media onda lineal o dipolo simple es una de las antenas mas
ampliamente utilizadas en frecuencias arriba de 2MHz.
Antena constituida por varios elementos paralelos y coplanarios, directores,
activos y reflectores, utilizada ampliamente en la recepción de señales
televisivas.

10. 10.Especificaciones y Precios
Precios d e las antenas
y Antena dipolo rígido para HF $1`493.200
y Antena HF Dipolo 838.300
y Antena 4 dipolos abiertos (ojo con 1 año de garantía jjaaj) $ 9.400
y Antena dipolo radio receptora fm y onda corta $2 .100
y Antena dipolo banda ancha 2 a 20 Mhz hf/blu $200.000
y Antena dipolo wifi de alta ganacia N300Mbps $90.000

11. La siguiente tabla muestra los diferentes precios para las antenas dipolos y
arreglos de antenas dipolos