Antenas y Alimentadores

UNIVERSIDAD YACAMBÚ
VICERRECTORADO DE INVESTIGACIÓN Y POSTGRADO
INSTITUTO DE INVESTIGACIÓN Y POSTGRADO
ANTENAS Y ALIMENTADORES
Autor (a): Raymond Cedeño
Profesor (a): Marialbert Medina
Asignatura: Enlaces digitales de
Microondas
Araure, Junio 2015.

CONCEPTO Y TIPOS BÁSICOS DE ANTENAS
Antenas
Una antena es la estructura asociada con la región de transmisión entre
una onda guiada a una onda que se desplaza en el espacio libre, por la
irradiación de energía de radiofrecuencia. Es un dispositivo oscilante que
transforma la energía electromagnética estacionaria, procedente de un
transmisor, en energía electromagnética pero radiante, si la antena es
receptora transforma la energía electromagnética radiante en energía
electromagnética estacionaria, podemos decir que es una varilla de metal
conductor que tiene una longitud física aproximadamente igual a la mitad de
la longitud de onda en el espacio libre a la frecuencia de operación.
Tipos básicos de antenas
Antena de 1/4 de longitud con plano de tierra
Esta antena es muy simple en su construcción y es útil para las
comunicaciones cuando el tamaño, el costo y la facilidad de construcción son
importantes. Esta antena se diseñó para transmitir una señal polarizada
verticalmente. Consiste en un elemento de 1⁄4 de longitud onda como medio
dipolo, y tres o cuatro elementos de un 1⁄4 de longitud de onda inclinados de
30 a 45 grados hacia abajo.
Antena de un cuarto de longitud de onda con plano de tierra.

Antena Yagi
La antena Yagi básica consiste en un cierto número de elementos rectos
que miden cada uno aproximadamente la mitad de la longitud de onda. El
elemento excitado o activo de una Yagi es el equivalente a una antena dipolo
de media onda con alimentación central. En paralelo al elemento activo, y a
una distancia que va de 0,2 a 0,5 longitudes de onda en cada lado, hay
varillas rectas o alambres llamados reflectores y directores, o simplemente
elementos pasivos. Un reflector se ubica detrás del elemento activo y es
ligeramente más largo que media longitud de onda; un director se coloca en
frente del elemento activo y es ligeramente más corto que media longitud de
onda. Una Yagi típica tiene un reflector y uno o más directores. La antena
propaga la energía del campo electromagnético en la dirección que va desde
el elemento activo hacia los directores, y es más sensible a la energía
electromagnética entrante en esta misma dirección. Cuantos más directores
tiene una Yagi, mayor la ganancia. Cuantos más directores se agreguen a
una Yagi, la misma va a ser más larga. La siguiente es una foto de una
antena Yagi con 6 directores y 1 reflector.
Una antena Yagi.

Las antenas Yagi son utilizadas principalmente por los enlaces Punto a
Punto; tienen una ganancia desde 10 a 20 dBi y un ancho de haz horizontal
de 10 a 20 grados.
Bocina
El nombre de la antena bocina deriva de su apariencia característica
acampanada o de cuerno. La porción acampanada puede ser cuadrada,
rectangular, cilíndrica o cónica. La dirección de máxima radiación se
corresponde con el eje de la campana. Se puede alimentar sencillamente
con una guía de onda, pero también puede hacerse con un cable coaxial y la
transición apropiada. Las antenas bocina se utilizan comúnmente como el
elemento activo en una antena de plato. La antena bocina se coloca hacia el
centro del plato reflector. El uso de una bocina, en lugar de una antena dipolo
o cualquier otro tipo de antena en el punto focal del plato, minimiza la pérdida
de energía alrededor de los bordes del plato reflector. A 2,4GHz, una antena
bocina simple hecha con una lata tiene una ganancia del orden de 10 a 15
dBi.
Antena bocina hecha con una lata de comida.

Plato Parabólico
Las antenas basadas en reflectores parabólicos son el tipo más común de
antenas directivas cuando se requiere una gran ganancia. La ventaja
principal es que pueden construirse para tener una ganancia y una
directividad tan grande como sea requerido. La desventaja principal es que
los platos grandes son difíciles de montar y están predispuestos a sufrir los
efectos del viento.
Los platos de más de un metro generalmente están hechos de material
sólido. Frecuentemente se utiliza el aluminio por una ventaja de peso, su
durabilidad y sus buenas características eléctricas. El efecto del viento se
incrementa rápidamente con el tamaño del plato y se convierte en un
problema severo. A menudo se utilizan platos que tienen una superficie
reflectora constituida por una malla abierta. Éstos tienen una relación de
ganancia adelante/atrás más pobre pero son seguros de utilizar y sencillos
de construir. Materiales como el cobre, aluminio, bronce (latón), acero
galvanizado y hierro son apropiados para una malla.
Una antena plato sólida.

BiQuad
La antena BiQuad es fácil de armar y ofrece buena directividad y
ganancia para las comunicaciones punto a punto. Consiste en dos cuadrados
iguales de 1⁄4 de longitud de onda como elemento de radiación y un plato
metálico o malla como reflector. Esta antena tiene un ancho del haz de
aproximadamente 70 grados y una ganancia en el orden de 10-12 dBi.
Puede ser utilizada como una antena única o como un alimentador para un
Plato Parabólico. Para encontrar la polarización, debemos observar el frente
de la antena, con los cuadrados colocados lado a lado; en esa posición la
polarización es vertical.
Antena BiQuad.
Otras Antenas
Existen muchos otros tipos de antenas y se crean nuevas siguiendo los
avances tecnológicos.
Antenas de Sector o Sectoriales: son muy usadas en la infraestructura de
telefonía celular y en general se construyen agregando una cara reflectora a
uno o más dipolos alimentados en fase. Su ancho de haz horizontal puede
ser tan amplio como 180 grados, o tan angosto como 60 grados, mientras
que el vertical generalmente es mucho más angosto. Las antenas

compuestas pueden armarse con varios sectores para cubrir un rango
horizontal más ancho (antena multisectorial).
Antenas Panel o Patch: son paneles planos sólidos utilizados para
cobertura interior, con una ganancia de hasta 20 dB.
CARACTERÍSTICAS DE LAS ANTENAS
Las antenas se fueron perfeccionando hasta llegar a una inmensa
variedad que nos permite “escuchar” las ondas de radio, televisión o telefonía
celular entre otras muchas. Veamos sus principales características.
Tamaño
Hay una relación muy estrecha entre la frecuencia y el tamaño o tipo de
antena. Como vimos, cada frecuencia equivale a una longitud de onda. Esta
longitud determina el tamaño de la antena. A mayor frecuencia, tenemos
longitud de onda menor y, por lo tanto, una antena más pequeña. A menores
frecuencias, la longitud de onda crece y, por lo tanto, las antenas también.
Por ejemplo, las radios de AM que transmiten entre 500 y 1.600
kilohercios tienen antenas muchos más grandes que las de FM que lo hacen
en frecuencias mayores, entre 88 y 108 Megahercios.
Las primeras antenas de radiotelegrafía sin hilos eran inmensas ya que se
transmitía en frecuencias muy bajas. Cuando Lee De Forest inventó el triodo,
se pudieron modular las señales a frecuencias más altas y, por ende, tener
antenas mucho más pequeñas.
Impedancia
Cada equipo electrónico, al conectarse a otro, presenta una resistencia,
un impedimento al paso de la corriente eléctrica. La suma de todos estos

impedimentos se llama impedancia. El ohmio es la unidad de medida de las
impedancias y este es su símbolo . En radio se trabaja con impedancias de
50 , en video generalmente con 75 . Al comprar un cable coaxial para
antenas, especificaremos que es para radio y que lo queremos con una
impedancia de 50 . De lo contrario, podemos dañar al transmisor.
ROE
Precisamente, si no está bien ajustada la impedancia del cable que va del
transmisor a la antena, aparece la ROE o Relación de Ondas Estacionarias,
más conocido por su nombre y siglas en inglés Standing Wave Ratio (SWR).
Este desajuste o desacople produce una potencia reflejada. Para saber si
nuestro transmisor tiene esta potencia indeseada se usa un vatímetro. Es un
medidor que nos permite conocer tanto la potencia directa como la reflejada.
Tener una ROE superior a 1,5 watt es extremadamente riesgoso y si el
transmisor no tiene un buen sistema de protección estará en serios
problemas.
La ROE no se presenta solamente en los transmisores de radio. Con
cualquier aparato de radiocomunicaciones que se conecte a una antena,
podemos tener el mismo problema, por ejemplo, con equipos de
radioaficionados, radioenlaces, equipos de Internet Wi-Fi… Por eso, siempre
es conveniente tener un vatímetro a mano o intercalado entre la antena y el
transmisor.
Esa falta de acople entre transmisor y antena que provoca la ROE puede
agravarse por otros factores haciendo que aumente la potencia reflejada:
- Una mala medida de las antenas, más largas o más cortas de lo que
corresponde.
- Agua o excesiva suciedad en las conexiones del cable con las antenas.
- Un cable con impedancia que no corresponde al transmisor, por ejemplo,
usar cable de 75 para equipos de radio.

- Cuando el cable coaxial que conecta transmisor y antenas está abollado,
muy deteriorado por las condiciones del clima, sol y lluvia o tiene rota la
funda plástica exterior.
Polaridad
La polaridad está relacionada con la
forma en que colocamos las antenas. Sólo
algunos tipos de antenas, como las Yagi,
están afectadas por esta característica.
Recordemos que las ondas
electromagnéticas tienen dos campos, uno
eléctrico que se desplaza en sentido
vertical y otro magnético que lo hace en
sentido horizontal. Para determinar la
polarización tomamos como referencia el campo eléctrico.
Las antenas que están polarizadas verticalmente son las que emiten el
campo eléctrico de forma vertical y así mismo están colocadas en el mástil.
Las de polarización horizontal están colocadas de esa forma y el campo
eléctrico se desplaza ahora horizontalmente.
¿En qué influye esto? Sobre todo, a la hora de
hacer comunicaciones directas, por ejemplo,
mandar la señal de un estudio a una planta de
transmisiones. En ese caso, se usa un
radioenlace, de los que hablaremos en la
pregunta 24. Hay siempre dos radioenlaces, uno
manda la señal (transmisor TX) y otro la recibe
(receptor RX). Para que esto suceda sin

pérdidas es necesario que las antenas de ambos equipos se encuentren
polarizadas de la misma forma.
Para transmisiones de FM cada vez se utilizan más las antenas de
polarización circular. De esta forma, independientemente de la ubicación de
las antenas receptoras, la señal llegará con nitidez.
Directividad
Indica las zonas hacia donde la
antena irradia la potencia. La
dirección de las antenas se
observa en los patrones de
directividad.
Omnidireccionales: Irradian
uniformemente a todas partes por
igual. Crea una especie de círculo
alrededor de la antena. Se usan
para señales de baja frecuencia como la Onda Corta o AM.
Direccionales: La mayor potencia será disipada en la dirección hacia donde
estén colocadas o dirigidas las antenas y poco por la parte lateral o trasera.
Se emplean en transmisiones de Alta Frecuencia, como las de FM.
PATRÓN DE RADIACIÓN
Es un diagrama polar que representa las intensidades de los campos o
las densidades de potencia en varias posiciones angulares en relación con
una antena. Si el patrón de radiación se traza en términos de la intensidad
del campo eléctrico (E) o de la densidad de potencia (P), se llama patrón de
radiación absoluto. Si se traza la intensidad del campo o la densidad de

potencia en relación al valor en un punto de referencia, se llama patrón de
radiación relativa. El patrón se traza sobre papel con coordenadas polares
con la línea gruesa sólida representando los puntos de igual densidad de
potencia (10 mW/m2). Los gradientes circulares indican la distancia en pasos
de dos kilómetros. Puede verse que la radiación máxima está en una
dirección de 90° de la referencia. La densidad de potencia a diez kilómetros
de la antena en una dirección de 90° es 10 mW/m2. En una dirección de 45°,
el punto de igual densidad de potencia es cinco kilómetros de la antena; a
180°, está solamente a cuatro kilómetros; y en una dirección de -90°, en
esencia no hay radiación.
Es la representación gráfica de las características de radiación de una
antena.
Es habitual representar el módulo del campo eléctrico o la densidad de
potencia radiada, aunque también se pueden encontrar diagramas de
polarización o de fase. La siguiente figura es la representación tridimensional
de los campos radiados por una antena.
Diagrama de radiación

NORMATIVA VIGENTE PARA LA INSTALACIÓN DE ANTENAS
Art. 2.- Los servicios radioeléctricos son de la exclusiva competencia del
Estado, y sólo excepcionalmente se concederá permiso para establecer
servicios de esta índole a particulares cuando a juicio del Ejecutivo Federal
hubiere razones para ello y siempre que los concesionarios cumplan
estrictamente las disposiciones de la Ley de Telecomunicaciones, los
Convenios suscritos por la Nación, las disposiciones contenidas en este
Reglamento y las que dicte el Ministerio a cuyo cargo estén las radio-
comunicaciones de la República.
Art. 11.- Ningún servicio de radiocomunicación podrá instalarse ni entrar en
funcionamiento dentro del territorio de la República sin permiso expreso del
Ejecutivo Federal, concedido por órgano del Ministerio respectivo, de
acuerdo con las disposiciones del presente Título.
Art. 12.- Cada indicativo es motivo de un permiso, y toda instalación
radioeléctrica debe mantener el documento donde conste ese permiso,
ubicado visiblemente cerca de los aparatos.
Art. 34.- Se podrá permitir la instalación de estaciones de aficionados a
personas mayores de edad, que posean en certificado de operadores de
estaciones de aficionados y que sean de nacionalidad venezolana. Sin
embargo, dicha autorización también podrá ser concedida a personas
naturales de nacionalidad extrajera, mayores de edad, en los casos
siguientes:
a) Cuando esté vigente un acuerdo bilateral entre Venezuela y el país
del cual sea nacional la persona interesada, en virtud del cual se
conceda tratamiento equivalente a ciudadanos venezolanos, sobre base
de reciprocidad, y

b) Si el interesado estuviere provisto de un certificado de operador
aficionado y de autorización para operar una estación de este tipo,
ambos expedidos por su propio gobierno.
Art. 37.- Se concederán dos clases de permisos a saber:
1.- Clase A (Restringido) para operadores con Certificado A.
Esta autorización para la instalación de estaciones de radiotelefonía y
para el uso de las siguientes frecuencias: 1.715 a2.000; 3.500 a 4.000;
28.000 a 28.500; 56.000 a 59.000; 112.000 a 116.000; y 24.000 a
23.000 Kilociclos.
2.- Clase B (general) para operadores con Certificado B.
Está autorizada para la instalación de estaciones de radiotelegrafía o
radiotelefonía y para uso de todas las bandas de aficionados;
frecuencias comprendidas entre: 14.000 a 14.350 kilociclos,
aficionados. 14.350 a 14.990 kilociclos, servicios fijos. 21.000 a 21.450
kilociclos, aficionados.
La banda comprendida entre 59.000 y 60.000 kilociclos se reserva para
experimentos esencialmente científicos de aficionados, y para el uso de
cualquiera de esas frecuencias se requiere permiso especial del
Ministerio respectivo.
Art. 38.- Para obtener el permiso el solicitante debe hacer ante el Ministerio
respectivo declaración jurada de no emplear los aparatos de que disponga la
estación para fines diferentes de aquellos en vista de los cuales se concede
el permiso; y así mismo, de que entregará sus instalaciones al Gobierno
Nacional, mediante inventario, al ser requerido para ello en caso de guerra
internacional, perturbaciones del orden público, o siniestro de importancia,
mientras duren las causas que justifiquen la entrega.
Art. 141.- Las comunicaciones entre estaciones de aficionados deben
hacerse en leguaje claro y correcto, y los mensajes se limitarán a aquellos

que traten de experiencias y observaciones de carácter técnico, o aquellos
que por su escasa importancia no requieran el uso del servicio público.
Art. 142.- Se prohíbe el uso de mayor potencia o de distinta frecuencia que
las autorizadas.
Art. 143.- Nada que revista carácter de radiodifusión está permitido trasmitir
en las estaciones de aficionados. En tal virtud, se prohíbe la trasmisión de
música, discursos, conferencias, prédicas, etc. Están permitidas
informaciones de carácter meteorológico, pero ninguna otra clase de noticias.
Art. 144.- Los titulares de un permiso no deben permitir que personas que no
posean el Certificado de Operador de estación de aficionados hagan uso del
manipulador o del micrófono, o manejen en cualquier forma la estación. El
titular del permiso es responsable de cuanto se trasmita por sus
instalaciones.
Art. 145.- En toda estación de aficionado es obligatorio llevar un registro de
comunicaciones, donde el operador anotará los siguientes datos: Indicativo
de la estación comunicada, localidad donde está situada la misma; hora de la
comunicación y duración aproximada de esta: frecuencia usada y potencia
de abastecimiento.
Art. 146.- Los indicativos de la estación deben darse con toda claridad, antes
y después de cada trasmisión.
Art. 147.- Si una estación de aficionado causare interferencia en la recepción
de programas de radiodifusión, en aparatos de diseño moderno, o en otros
servicios que no sean los mismos de aficionados, cesará en sus
transmisiones al serle notificada tal circunstancia. No podrá emitir
nuevamente hasta tanto compruebe que desapareció la interferencia
causada.
La promulgación de la Ley Orgánica de las Telecomunicaciones en junio
de 2000 constituye un hito en la historia de un sector cuyo desarrollo ha sido

ejemplar dentro de la economía venezolana. El sector de las
telecomunicaciones es el único, aparte del petróleo, que mantuvo un
crecimiento constante a lo largo de la década de los noventa. Tal
comportamiento es una consecuencia del extraordinario auge de este sector
en el mundo, pero también de la forma como ha sido manejado en el ámbito
nacional.
La nueva ley constituye un avance importante en la concepción de los
servicios de telecomunicaciones. Deja de lado su definición anterior como
servicio público y los caracteriza como actividad económica de interés
general, Así, cualquier particular tiene derecho a prestarlos, sujeto a las
regulaciones que establezca el Estado en aras del interés público; de allí la
figura de las habilitaciones para las empresas operadoras y los atributos para
caracterizar los servicios específicos. Un segundo pilar conceptual es la libre
competencia como el mecanismo fundamental de funcionamiento, bajo la
supervisión de Procompetencia, y recurrir a la regulación por excepción
cuando la competencia no pueda surtir el efecto deseado.
El Reglamento de Radioaficionados, la Ley de Antenas, La Ley de
Ordenación de Comunicaciones y la jurisprudencia sobre el tema amparan el
derecho de todo radioaficionado con licencia a instalar y utilizar un sistema
de antenas adecuado. Las comunidades de vecinos o los propietarios de
fincas arrendadas no pueden oponerse a la instalación de una antena de
radioaficionado en la zona comunitaria sin mediar razones muy especiales.
Son numerosas las sentencias firmes dictadas en contra de comunidades de
vecinos que trataron de impedir ese derecho. Sin embargo, la instalación de
la antena debe adecuarse a unos requisitos técnicos que es preciso cumplir
para que pueda ser aprobada por la Inspección de Telecomunicaciones y
beneficiarse así de la protección legal.

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