TEORIA BASICA DE LAS ANTENAS
ANTENAS: Una antena podría denominarse
como un ** ingenio ** que transforma una corriente eléctrica alternada en ondas
electromagnéticas o vice-versa. También podría definirse como un sistema de conductores
que radia o intercepta ondas electromagnéticas.
POSIBILIDADES DE ANTENAS Y TIPOS DE ELLAS
Para esta primera parte de la teoría básica dividiremos
las antenas en dos grandes tipos dependiendo de su forma de irradiación de las ondas
electromagnéticas y que llamaremos.
1. ANTENAS OMNIDIRECCIONALES
2. ANTENAS DIRECCIONALES
Las antenas omnidireccionales son aquellas que irradian un
campo en todo su contorno en la forma de una figura geometrica llamada "TORO"
(similar a un picarón) pero sin agujero central.
Las antenas direccionales son aquellas con la que es
posible dirigir su campo de irradiación hacia uno o mas lugares en forma instantánea
dependiendo del concepto de cálculo y su forma de construcción.
Para redundancia valga decir que una antena vertical es por
naturaleza generalmente omnidireccional y antena horizontal tipo dos polos es por lo
general direccional o directiva.
Dado que es una realidad que existen innumerables y
variados tipos de antenas construídos por el hombre de las mas variadas y diferentes
propiedades tales como verticales, plano de tierra, cuadracúbicas, de alambre largo (long
wire), yagis, quagis, dipolos plegados, doble Lazy, de período logarítmico (log
periodocs) colineales, doble zeppellin, de cuernos, parabólicas, rómbicas, etc. para
este curso básico trataremos solamente en forma inicial sobre la antena Yagi del
tipo direccional (llamada así en honor a su inventor un profesor japonés de apellido
Yagi) y entre ellas las mas primitiva y elemental como es el dipolo que muchos
radioaficionados habrán fabricado.
A este simple dipolo construído por lo general con
alambres, veremos mas adelante que es posible agregarle mas elementos (sintonizados o
desintonizados) con los cuales se van formando antenas direccionales de buenos rangos de
eficiencia en la relación recepción-transmisión de ondas electromagnéticas y
que son la base de los contactos entre radioaficionados.
GRAFICO EXPLICATIVO - FIGURA TIPICA DIPOLO DE MEDIA ONDA
En la figuIMG00001.GIFra Nº 1 se muestra
el típico dipolo de media onda en su forma mas básica, de uso ampliamente generalizado
en las bandas de cuarenta y ochenta metros, con los cuales es posible efectuar excelentes
contactos a pesar de tener ganancia unitaria, dipolo en la figura en forma horizontal.
Para terminar esta introducción a la teoría de las antenas diremos que un señor de apellido HERTZ fué quien ideó y fabricó la primera antena de radio por el año 1884 aproximadamente cuando hacía experimentos de comunicaciones, aumentando con ello en forma substancial los,precarios conocimientos que se tenían de las antenas y sus propiedades.
En la actualidad los ingenios usados para trasmisión y
recepción de ondas electromagnéticas distan mucho de aquella precaria antena fabricada
por Hertz, pero su teoría básica sigue siendo la misma de aquella época.
CONCEPTO ELEMENTAL DE LA TRASMISION DE ONDAS.
La figura 2 muestra el concepto de trasmisión dde las ondas
efectuadas por un transmisor siguiendo por una línea de trasmisión hasta la antenas que
es la encargada de irradiar las ondas al espacio.
NATURALEZA DE LA ONDA DE RADIO-LA ONDA ELECTROMAGNETICA
Un campo electromagnético variable en el tiempo puede ser propagado a través del espacio vacío a la velocidad de la luz.
La onda así propagada está constituída por CAMPOS ELECTRICOS (E) y CAMPOS MAGNETICOS (H) según se puede apreciar en la figura Nº 3.
La onda electromagnética plana puede ser representada en función
de sus campos. Se dice que la onda está polarizada verticalmente cuando su campo
eléctrico es vertical y que está polarizada horizontalmente cuando su campo eléctrico
es horizontal..
NOTA: La onda originada en una fuente puntual en el espacio se expande en esferas crecientes cuyo centro siempre es la fuente.
El camino del rayo de energía desde la fuente productora
hasta cualquier punto de la esfera es una línea recta y a una distancia grande el frente
de onda no se percibe esférico, sino que aparentemente se percibe como una superficie
plana . La onda electromagnética viajando a través del espacio es muy difícil de
comprender sin recurrir a las Ecuaciones de Maxwell que conforman la herramienta básica
para el análisis de la mayoría de los problemas de las ondas electromagnéticas.
Para resumir podemos acotar que una antena montada en forma
horizontal a la tierra esta polarizada horizontalmente y viceversa cuando la antena
está instalada en forma vertical se dice que está polarizada verticalmente. Mas adelante
veremos que las propiedades de ambas difieren en los aspectos básicos de irradiación de
las ondas.
PROPIEDADES GENERALES DE ANTENAS - DEFINICIONES DE
CONCEPTOS.
RESISTENCIA DE RADIACION ( Rr): Es una resistencia
ideal que agregada a circuito resonante equivalente a la antena, disipa la misma potencia
calórica que la antena radia realmente en el espacio. Esta alcanza un valor máximo
cuando el conductor es resonante.
ANGULO DE RADIACION ( r ) Es el ángulo sobre el
horizonte con respecto al eje del lóbulo principal de radiación y que va ligado
directamente a la polarización dde la antena (horizontal o vertical) como a la altura por
sobre la superficie del suelo, frecuencia de funcionamiento,etc
ANTENA IMAGEN: Es una antena imaginaria o imagen especular de una antena real, donde las direcciones del flujo de corriente son diferentes ( tal como mirados de frente a un espejo) donde además su polarización eléctrica instantánea es de signo opuesto.
La diferencia de fase entre la antena real y antena imagen
es de 180º cuando la antena está colocada en forma horizontal al plano de tierra. y para
el caso del dipolo vertical la antena real y su imagen están en fase
IMPEDANCIA DE LA ANTENA: La impedancia de entrada de una antena podríamos definirla como la impedancia presentada por una antena en sus terminales o como la relación del voltaje-corriente en un par de terminales, o como la relación de los componentes apropiados del campo eléctrico-magnético en un punto cualquiera.
Luego podemos decir que si la corriente y el voltaje están
en fase la impedancia es puramente resistiva y la antena es resonante.
Cuando la antena no es resonante (corriente y voltaje fuera de fase) la antena muestra reactancia y resistencia.
NOTA: El concepto anterior está referido para
dipolo alimentado al centro tal como se mostro en la figura Nº1.
POLARIZACION DE LA ANTENA: Como fue explicado
anteriormente las antenas pueden estar polarizadas vertical u horizontalmente dependiendo
del campo eléctrico de la antena ( Campo eléctrico [E])
GANANCIA DE LA ANTENA : Se llama ganancia de la
antena la relación del poder entregado por la antena ( que generalmente está relacionado
con su directividad) y su unidad de ganacia se expresa en decibeles ( dB )
DECIBEL: Decibel o decibelio es la unidad de medida
para las relaciones de poder entregado por una antena y representa un cambio detectable en
la fuerza de la señal, mirado como valor actual de voltaje de dicha señal
EFICIENCIA DE LA ANTENA : Es la relación entre la
resistencia de radiación de la antena con respecto a la resistencia total del sistema
trasmisor que incluye resistencia de radiación, la resistencia de los conductores, de
dieléctricos incluídas las bobinas si se usan en el sistema, así como la resistencia de
la tierra
ANCHO DE BANDA DE LA ANTENA :Es la medida de su
aptitud para funcionar en una gama especificada de frecuencias en buenas condiciones de
resonancia.
RELACION PECHO-ESPALDA (FRONT TO BACK): Es la
relación de irradiación de la antena calculada entre su lóbulo principal y el lóbulo
opuesto ( y se relaciona para antenas direccionales o directivas)
( Q ) DE LA ANTENA El factor Q de la antena es la
medida del factor de calidad o factor de mérito y se le expresa como selectividad de la
antena
DIRECTIVIDAD DE LA ANTENA: Es la capacidad de una
antena para concentrar el máximo valor de radiación en una dirección deseada
seleccionando el objetivo donde se desea trasmitir o recepcionar en el caso inverso.
LARGO DE ONDA - LONGITUD FISICA - LONGITUD ELECTRICA:
La onda electromagnética viaja en el espacio a una velocidad cercana a los 300,000 Kilómetros por segundo dependiendo del medio en que lo hace, por lo que podemos calcular que una onda de radio demora aproximadamente 1/7 de segundo para dar la vuelta al mundo, siguiendo las líneas del círculo máximo.
El concepto de la onda se desarrolla porque una corriente
eléctrica alterna fluye a través de un alambre (antena) moviendo así campos eléctricos
y magnéticos. Esta onda tiene un largo específico llamado largo de onda que se
representa por la letra griega ( ) y es la medida en que una emisión de onda, en
una frecuencia dada con respecto allargo físico de la antena, la mantienen en resonancia.
La ecuación para calcular el largo de onda puede ser
resumida como sigue
300 Lambda= ----------------------- ( metros) Frecuencia (Mhz)
Es preciso aclarar que la longitud física o geométrica de
un elemento varía ligeramente con respecto a la longitud eléctrica del mismo
fundamentalmente a causa del diámetro usado en el elemento para construír la antena por
ejemplo antenas de alambre,tubo,etc) y además por el efecto de cuerpos próximos al
elemento irradiador o antena.
FIGURA Nº 4
Cuando se aplica potencia de radiofrecuencia (r.f.) a una antena
esta potencia es irradiada en el espacio actuando la antena como carga para el
trasmisor de radio, y esta base de referencia puede compararse con un circuito eléctrico
en lo referente a la relación Corriente / Voltaje y su potencia disipada con una carga
artificial. ( Este concepto fue explicado como Resistencia de Radiación)
NOTA IMPORTANTE: Por ser de interés incluíremos
los conceptos básicos de la Ley de Ohm por las similitudes que tiene con los
conceptos de las antenas.
E = VOLTAJE EN VOLTIOS I = CORRIENTE EN AMPERIOS
R = RESISTENCIA EN OHMS P = POTENCIA EN WATTS
FIGURA Nº 5
LEY DE OHM : La corriente (I) en amperes en un circuito es
igual al cuociente de dividir la Tensión o Voltaje (e) en Voltios por la Resistencia del
Circuito (r) expresada en Ohms.
La potencia necesaria para producir una corriente en un circuito está relacionada en forma directa con la corriente que debe fluír a lo largo del circuito y por ende de su resistencia y voltaje.
La unidad de potencia es el Watt que corresponde a la cantidad de potencia necesaria para producir una corriente de un amperio con una energía aplicada de un voltal circuito. Luego la potencia representa un consumo de energía por unidad de tiempo.
Como en el circuito existe un flujo de electrones libres
que chocan constantemente con los átomos de la materia (conductor) ésto produce un
desprendimiento de energía traducida en calor disipado por el circuito y se calcula por
las siguientes fórmulas.
P = I² x R ( EXPRESADA EN WATTS )
P = E x I ( EXPRESADA EN WATTS )
P = E²/ R ( EXPRESADA EN WATTS )
CALCULO SIMPLIFICADO DE UNA ANTENA
RESONANTE - DIPOLO MEDIA ONDA
El largo de una antena resonante (es decir) la medida física del largo de una antena sintonizada no es exactamente el largo de la medida calculada con la fórmula del largo de onda () o largo eléctrico de la antena.
Por diferentes motivos que explicaremos mas adelante, el largo físico de la antena para poder resonar, generalmente es mas corto que el largo eléctrico debido a los efectos de la relación largo/diámetro de la antena y el efecto de punta de la misma. A este factor de corrección del largo físico lo denominaremos con la letra " k " que tendrá valores entre 0,9257 y 0,9772 dependiendo de la relación largo/diámetro entre 10 hasta 4,000 veces según la banda de trasmisión a calcular. El factor (k) deberá ser aplicado al largo eléctrico para acortar físicamente la antena y hacerla así resonante.
k * 150 L(a) = ------------------ ( Metros)
f ( Mhz)
EJEMPLO: Calcular una antena dipolo para operar en
la banda de cuarenta metros, y ajustar a frecuencia 7,100 Mhz. y hacerla en alambre de
cobre.
1.- Determina factor K según tabla adjunta k= 0,9513 s/g
largo/diam)
2.- Calcula dipolo aplicando fórmula (0,9513 * 150 / 7,1)
= 20,098 metros
3.- Determina medida de cada polo ( 20,098 / 2 )= 10,049
metros por lado
4.- Cálculo fue efectuado para dipolo libre de elementos
desintonizadores en su cercanía, destacando que el ajuste final de la antena deberá
hacerse ya instalada en su lugar de instalación con todos los elementos circundantes.
Ciertamente cada radioaficionado tiene sus propias medidas
para cortar sus antenas dipolos como sus propias fórmulas corregidas por su experiencia
práctica, y que son tan válidas como este cálculo para aplicar la teoría y sus
conceptos.
Un viejo adagio dice que:
En antenas nunca estará dicha la última palabra
El dipolo horizontal tiene una radiación bidireccional
teórica, es decir irradia en forma perpendicular a la línea del dipolo y con la misma
intensidad para cada lado.
DIAGRAMAS DE RADIACION DE ANTENA DIPOLO
MEDIA ONDA
Como decíamos al comienzo de este capítulo, el campo irradiado por una antena omnidireccional tenía la forma geométrica de un TORO ( similar a un picarón). Para poder representar las características de irradiación de una antena ( que son diagramas de irradiación tridimensionales) recurriremos a la representación plana con el motivo de comprender el concepto que encierra.
FIGURA Nº 6
Si se suspende una antena dipolo en el espacio libre o a una altura suficiente de la tierra ( para poder despreciar el efecto de la cercanía de la misma ) la radiación del campo magnético toma la forma mostrada en la parte superior.
Si la antena es montada cerca de la tierra o de otro objeto conductor el diagrama de irradiación dejará de ser concéntrico o regular. Esto es debido principalmente a la influencia de las ondas reflejadas que se sumarán vectorialmente a las ondas generadas por la antena.
Cuando estas ondas ( real y reflejada ) se suman vectorialmente aumenta la fuerza del campo irradiado y vice-versa.
Este efecto tiene mucha importancia cuando el dipolo está
montado cerca de la tierra aunque no afecta el diagrama de irradiación de una antena
vertical u horizontal, pero referida solamente a la radiación contenida en el plano
horizontal.
Es necesario aclarar que las representaciones gráficas de
los diagramas de irradiación corresponde a una antena hipotética llamada *radiador
isotrópico* ( o antena ideal) y se han mostrado para establecer una base de cálculo para
las antenas reales, las que en realidad no tienen la misma intensidad en todas las
direcciones por igual, presentando unas intensidades máximas y mínimas dependiendo del
diseño o de la cercanía de objetos que lo distorsionen.
Para comprender y estudiar las características de
irradiación de las antenas representaremos sus giagramas en forma plana que sería el
resultado de cortar la figura geométrica TORO (diagrama de abajo) para quedar como la
vista del corte (diagrama superior).
ANEXOS INCLUIDOS:
1.-Hoja de diagramas de irradiación (Elevation plane
amplitude paterns for thin dipole with sinusoidal current of distribution)
2.-Three-dimesional radiation patterns of infinitesimal dipole
3.-Electric Field of free-space wawe for a lambda/2 antenna.
4.-Antenna and electric fields lines
5.-Antennas and free space wawes
FUENTES DE ORIGEN.
1.-Antenna Theory Infinitesimal Calculus
2.-Mac Graw Hill Edit.
DIAGRAMA PLANO DE IRRADIACION (E) (H) CAMPOS ELECTRICOS Y MAGNETICOS
Como explicamos anteriormente, era muy difícil representar los diagramas de radiación en forma tridimensional , por lo que para su estudio y discusión presentamos un corte seccional plano tomando como centro la antena o elemento irradiador representado en la figura Nº7.
Las áreas encerradas entre líneas punteadas representan el
diagrama plano ( E plane ) de una antena de media onda. Se puede observar que el campo
irradiado es perpendicular a ella y tiene una magnitud igual para cada lado de la antena (
y tal como explicáramos del radiador isotrópico o ideal)
Luego las antenas reales (que tienen siempre en sus cercanías elementos físicos que alteran su campo irradiado) pueden calcularse tomando como base la figura Nº 7 que representa el campo eléctrico (E) de una antena media onda.
En las antenas simples ( como el dipolo de referencia ) la ganancia suele ser modesta y no tiene una relación apreciable pecho-espalda (adelante-atrás) y su lóbulo es de tamaño igual para ambos lados, motivo por el cual se puede llamar bidireccional lo que está expresado en la figura superior.
El sistema de coordenadas del gráfico (donde está representado el lóbulo principal de irradiación) está compuesta de círculos concéntricos que representan la graduación de la escala de decibeles (círculos que por comodidad han sido encuadrados dentro de un cuadrilátero )
El eje central de partida del lóbulo (donde la
irradiación es cero) representa la antena dipolo de media onda
REPRESENTACIONES GRAFICAS - SISTEMAS DE
COORDENADAS
Dada la importancia de las representaciones gráficas en el
ramo de las antenas (ya que generalmente efectos de leyes físicas y fórmulas se
representan de esa manera) estimamos de interés incluír un pequeño recordatorio de los
sistemas de coordenadas que serán de mucha conveniencia para entender los capítulos
posteriores.
SISTEMA DE COORDENADAS CARTESIANAS
El sistema de coordenadas cartesianas determina la situación de un punto con respecto al plano, referidas sus distancias a dos rectas perpendiculares entre sí ( en forma de cruz ) llamadas * ejes de coordenadas *.
En la representación gráfica de la figura Nº8 superior llamamos
eje vertical al eje de las * Y * y eje horizontal al eje de las * X * y la intersección
entre ambos ejes se llama origen.
Para situar un punto dentro de estos ejes, debe ser acompañado de dos variables ( ejemplo punto 2,3) que significa que el punto está con un valor de X=2 .( eje de las absisas) y un valor de Y=3 (eje de las ordenadas).
Se ha convenido que desde su centro (origen ) de valor =0
los valores de X hacia la derecha sean los positivos (signo +) y hacia la izquierda sean
los negativos..( signo -), del mismo modo en eje de las Y hacia arriba sean positivos
(signo+) y hacia abajo sean negativos.
SISTEMA DE COORDENADAS POLARES
Además del sistema de coordenadas cartesianas existe otro sistema llamado de coordenadas polares para definir la situación de un punto "O" de una línea en un plano.
Esta es una definición algebraica de la situación del punto que queda deteminado por su distancia al origen "O" y con el ángulo que forma con el eje llamado OX.
En la figura el punto se define por la longitud
"OP" conocida como radio vector y por el ángulo llamado ángulo
vectorial. Ejemplo: P = 3 60º
ANTENAS DE USO GENERALIZADO EN H.F.
Sin duda dentro de las propiedades de las antenas la que tiene mas efecto para trasmitir de un punto a otro, es el ángulo de radiación (afectado por la altura sobre el suelo) y la impedencia que permita una buena adapatación a las líneas de trasmisión con antenas y equipos., a objeto de poder lograr el máximo de eficiencia en la ganancia de salida.
Bajo circunstancias normales las ondas electromagnéticas
en H.F. se propagan a distancias largas siguiendo la trayectoria del círculo máximo hasta
el área elegida como meta o blanco de destino de la trasmisión..
La reflexión ionósfera de esta trayectoria es mas
efectiva cuando la onda se propaga el lóbulo principal de radiación a un cierto ángulo
(denominado r) por sobre el horizonte Generalmente este lóbulo en antenas
moderadas en trasmisiones de H.F. es muy ancho y ocupa un área grande delante de la
antena con la cual ésta rocía una gran sección de la ionósfera con la energía
irradiada permitiendo la posibilidad de llegar en buena forma al punto de destino.
Este ángulo de radiación es afectado por la altura sobre
el suelo, la polarización elegida para la antena y la frecuencia de funcionamiento. El
cálculo del ángulo vertical de radiación se hace partiendo del concepto de antena
imagen a fin de establecer la efectiva reflexión de las ondas electromagnéticas ( para
esto suponemos que la superficie de la tierra bajo la antena es plana y perfectamente
conductora.
Nota : en condiciones reales la conductividad del suelo
varía ampliamente con la ubicación geográfica (donde en áreas de mala conductividad
superficial la verdadera superficie reflectante puede estar ubicada a varios metros bajo
el suelo) actuando las capas superficiales como dieléctrico que actúa sobre las ondas de
radio causando pérdidas en su ganancia. Si la amplitud de la onda reflejada se reduce por
pérdidas del suelo su característica vertical se verá afectada lo mismo que la
impedancia en el punto de alimentación de la antena.
El principal efecto del dieléctrico es absorber una gran parte de la energía radiada por la magnitud de sus lóbulos resulta seriamente disminuída por la cantidad de energía perdida y los nulos tienden a ser oscurecidos
El arreglo para lograr un suelo perfectamente conductor see
puede lograr instalando una pantalla de tierra bajo la antena, extendida por lo menos
media longitud de largo de onda en cada dirección desde el centro dde la antena hacia
afuera. (radiales de las antenas verticales)
ANTENA IMAGEN : Como vimos al principio de este manual la antena imagen se introduce por debajo del plano de tierra (como mirada en un espejo)
Esta antena imagen especular situada a una misma distancia bajo tierra que la real( como se observa en la imagen) emite un rayo reflejado que en algún punto distante se combina con el directo dependiendo su resultante de la orientación de la antena con respecto al suelo.
Si ambos rayos están en fase se suman y por el contrario
si llegan en oposición de fase, el campo resultante es la diferencia entre ellos ( se
restan los campos).
LINEAS DE TRASMISION
Es sabido que las estaciones de radio básicamente están compuestas por un equipo trasmisor-receptor (transceiver) una antena y para acoplar ambas cosas se usa una línea de trasmisión cuya finalidad es hacerlo de forma mas eficiente,donde parámetros muy complejos están involucrados.
Para este cursillo básico separaremos las líneas de
trasmisión entre aquellas fornadas por dos conductores paralelos (líneas balanceadas) y
las coaxiales (líneas desbalanceadas) que corresponden a los coaxiales comúnmente usados
por los radioaficionados.( RG8 - RG58 - RG59 etc)
CONCEPTOS BASICOS DE LINEAS DE TRASMISION
RELACION DE ONDAS ESTACIONARIAS: Cuando una línea
de trasmisión lleva potencia a una carga que no la disipa completamente decimos que la
línea tiene una componente reactiva, que tiene entre sus características devolver
potencia hacia la fuente emisora (equipo de radio). Esta potencia devuelta se llama
componente reflejada que fluye en sentido contrario a la componente directa (la que va del
trasmisor de radio a la antena) y como hay dos ondas que fluyen en sentido contrario
éstas se suman vectorialmente para producir ondas estacionarias en la línea de
trasmisión. La relación entre los valores máximos y mínimos de tensión de R.F.en la
línea se denomina R.O.E (relación ondas estacionarias) y resulta una medida de relación
de desajuste de la impedancia entre la línea y la carga o viceversa ( en inglés se
denomina S.W.R)
IMPEDANCIA DE LA LINEA: Tal como indican las tablas,
la línea de trasmisión coaxial tiene una impedancia característica la que debe ser
adaptada a la impediancia de la antena para evitar esta relación de ondas estacionarias y
por ende un desmejoramiento en el sistema transmisor.
LINEAS BALANCEADAS DE TRASMISION: Se denomina a las que están formadas por dos conductores paralelos en proximidad física y generalmente van espaciados por medio de separadores (para mantener paralelismo) mediante aisladores de porcelanas, poliestireno,madera impreganada,etc y que trabajan abiertas (al aire).
Las fabricadas en forma comercial tienen por lo general
impedancias características elevadas de orden de 300 - 450 - 600 Ohms.
LINEAS COAXIALES O DESBALANCEADAS: Llaman líneas
desbalanceadas a las concéntricas que poseen dos conductores (interno y externo) con un
espaciado constante entre conductores y muy usada hoy en las instalaciones modernas por su
fácil instalación entre equipo y antena ( El conductor interno generalmente es de
alambre que va recubierto con un aislante y envuelto en una malla metálica)
ATENUACION POR LINEA DE TRASMISION: Dada su
construcción física las líneas de trasmisión son una combinación de constantes capacitivas,
resistivas e inductivas y como tienen elementos conductores tienen también agregada una
cierta resistencia. La suma de estos componentes hace que las líneas tengan pérdidas que
varían logarítmicamente con el largo de la línea. y cuya pérdida se expresa en
decibeles por unidad de largo ( Nota: decibel es una unidad logarítmica). La atenuación
aumenta a medida que se eleva la frecuencia de funcionamiento aunque no en proporción
directa a ese cambio.
BALUNES ( BALANCED TO UNBALANCED): En los cables coaxiales la corriente fluye por el conductor interno y es balanceada por una corriente igual que fluye en dirección opuesta por la superficie del conductor (malla).
Al acoplar esta línea desbalanceada (coaxial) a una antena dipolo ( de carga balanceada en dos polos iguales) se produce un efecto de desbalance cuyo resultado es que una corriente neta fluye de regreso a tierra por la parte externa del conductor.
La cantidad de corriente I (3) que fluye por la parte externa está determinada por la impedancia Z(g) de la malla externa a tierra. Si esta impedancia se logra hacer grande, la corriente I(3) será reducida considerablemente. El dipositivo que se usa en esos casos es un adaptados de impedancias balanceadas a desbalanceadas para cancelar la corriente I(3) que fluye por la parte externa. y que es llamado BALUN (abrevación de la palabra inglesa " BALANCED TO UNBALANCED") .
Estos balunes pueden hacerse de las mas variadas formas y
materiales pero lo que analizaremos será el balún 1:1 que adapta el sistema pero sin
transformar la impedancia de la línea ( balún relación 1:1 )
Nota: existen balunes que además pueden transformar la
impedancia para adaptar las líneas (ejemplo balún 4: 1 usado en TV para adaptar cable
paralelo de 300 Ohms a cable coaxial RG-59 de 75 Ohms de impedancia)
TABLA APROXIMADA ATENUACION POR LARGO DE
CABLE Y PERDIDA POR ROE:
CABLE RG-8U
f. 3,5 MHz 0.25 dB cada 30 metros largo de cable
f. 7.0 MHz 0.45 dB cada 30 metros largo de cable
f. 14 MHz 0.65 dB cada 30 metros largo de cable
f. 21 MHz 0.80 dB cada 30 metros largo de cable
f. 28 MHz 0.97 dB cada 30 metros largo de
cable
PERDIDAS POR R.O.E.
R.O.E 1 : 1,2 implica 0.05 dB aproximados
R.O.E. 1 : 1,5 implica 0.10 dB aproximados
R.O.E. 1 : 1,8 implica 0.15 dB aproximados
R.O.E 1 : 2,0 implica 0.23 dB aproximados
Hemos incluído las tablas anteriores para tener una
referencia para calcular una sencilla antena y las pérdidas de ganancia de salida para
diferentes valores del ROE en la línea de trasmisión.