Antena wifi de 1/4 de longitud de onda con planos de tierra

1. PROYECTO: ANTENA WIFI DE ¼ DE
LONGITUD DE ONDA CON PLANOS DE
TIERRA

2. OBJETIVO.
Realizar una antena wifi de ¼ de longitud de onda con planos de tierra,
el cual tenga una polarización vertical, tres o cuatro radiales de ¼ de λ
inclinados a 30° o 45° hacia abajo (que serán el plano de tierra) y que
tenga una ganancia de 2 a 4 dBi.

3. INTRODUCCIÓN.
• Una antena monopolo es una
clase de antena de radio que
consta de un conductor en
forma de barra recta, a
menudo montado
perpendicularmente sobre
algún tipo de superficie
conductora, llamado un plano
de tierra.

4. La señal de activación se da desde un transmisor, o antenas
y para la recepción de la señal de salida al receptor se
toma, entre el extremo inferior del monopolo y el plano de
tierra. Un lado de la antena de línea de alimentación está
unido al extremo inferior del monopolo, y el otro lado está
unido al plano de tierra, que a menudo es la Tierra.

5. Al igual que una antena dipolo, un monopolo tiene un diagrama de radiación omnidireccional Es
decir que irradia la misma potencia en todas las direcciones azimutales perpendicular a la antena,
pero la potencia radiada varía con el ángulo de elevación, con la radiación cae a cero en el cenit,
en el eje de la antena

6. EL DESARROLLO DE NUESTRA ANTENA
DE WIFI MONOPOLO DE 1/4 DE
LONGITUD DE ONDA

7. Está formada por un monopolo de 1/4 de longitud de onda y 4 radiales de la misma
longitud que funcionan como planos a tierra. Los radiales están inclinados a 45 grados
respecto al plano horizontal y a su vez están separados 90 grados entre sí.

8. Para los cálculos de nuestra antena, se considero que nuestra antena wifi opera a una frecuencia de
2.4 GHz obtenemos la longitud que tendrá la antena.
Con la velocidad V=3*10^8 m/s .
𝝀 =
𝟑𝟎𝟎 𝟎𝟎𝟎 𝟎𝟎𝟎
𝟐. 𝟒𝐱𝟏𝟎 𝟗
𝝀 = 𝟎. 𝟏𝟐𝟓 𝐦
Pero como es una ¼ de la longitud de la onda
tenemos:
𝒉 =
𝟎. 𝟏𝟐𝟓
𝟒
𝒉 = 𝟎. 𝟎𝟑𝟏𝟐𝟓 𝐦

9. EN EL DESARROLLO EN EL PROGRAMA MMANA-GAL
OBTENIENDO COMO RESULTADO LO SIGUIENTE:

10. DISEÑO DE LA ANTENA EN MMANA-GAL

11. *Introducimos los valores obtenidos al programa como lo es la
frecuencia de operación.
* La longitud de la antena (en Z) así como también la longitud
de los radiales (que aproximadamente igual a la longitud del
monopolo) inclinados a 45° y el grosor de la antena, que en
nuestro caso es cobre con un grosor de 0.1 mm.

12. CON LA CONDICIÓN FREE SPACE (ESPACIO LIBRE) Y
NOS ARROJA LOS SIGUIENTES RESULTADOS:

13. DIAGRAMAS DE RADIACIÓN, EN DONDE VEMOS QUE
TENEMOS UNA GANANCIA DE CASI 2 DBI

14. RADIACIÓN DE ANTENA ¼ DE
LONGITUD DE ONDA

15. SIN EMBARGO EL PROGRAMA TIENE LA OPCIÓN OPTIMIZATION LOG, QUE NOS
AYUDA A OPTIMIZAR LA ANTENA PARA QUE EL RENDIMIENTO SEA MUCHO
MEJOR, POR LO QUE DECIDIMOS PROBARLA Y OBTUVIMOS LOS SIGUIENTES
RESULTADOS.

16. • El programa modifico la altura del monopolo, de 3.125 cm (que fue el valor que obtuvimos con
nuestros cálculos) a 3.67 cm y también las longitudes de los radiales.
• Se ve ahora que dos radiales son de distinta longitud, (dos radiales son largos y los otros 2 son
cortos).

17. Y gracias a esto tenemos como resultado una ganancia
mayor a 2 dbi, comparado con nuestra primera simulación
(que fue menor), por lo que según el programa este
segundo diseño es mejor, pero claro la simulación solo nos
da una idea de cómo se va a comportar nuestra antena, por
lo que decidimos crear nuestra antena con nuestro primer
diseño.

18. CONSTRUCCIÓN DE LA ANTENA
 utilizamos cobre con un grosor de 0.1 mm para poder crear nuestra antena,
también este alambre de cobre lo utilizamos para los radiales a tierra.
 Utilizamos un conector tipo N, que soporta grandes frecuencias (en el orden
de lo GHz) y este conector lo montamos sobre una placa para poder conectar
los radiales a tierra.
 En el caso de los radiales a tierra lo ensamblamos con unos pijas de tal
manera que entro a presión por lo que no fue necesario soldar, lo único que
se soldó fue la placa base con el conector tipo N, y del conector tipo N se
soldó el monopolo.

20. Conclusiones
Tuvimos varios problemas para poder crear nuestra antena, como el diseño se pensó en un
principio crear una antena en forma de T, pero vimos que su comportamiento no era como lo
esperábamos así que se optó simplemente por un monopolo (como recomendación del profesor),
luego el otro problema que surgió era donde podíamos encontrar el conector tipo N con chasis
para los radiales, lo que hicimos fue comprar por separado el chasis y el conector y montarlo en
uno solo, pero a la hora de ensamblarlo lo quedo bien, no se puedo soldar bien por lo que el
diseño de la antena se arruino, asi que lo volvimos a armar pero esta vez los radiales lo
atornillamos a presión por lo que no fue necesario soldarlo y lo único que se soldó fue el chasis
con el conector tipo N y el monopolo con dicho conector. No obstante, ante estas adversidades
pudimos aprender y crear una antena wifi a ¼ de longitud de onda con 4 radiales a tierra.