Dipolo (antena) para niños
Una antena dipolo es un tipo de antena que se usa para enviar o recibir ondas de radiofrecuencia. Son de las antenas más sencillas de entender y construir. Imagina que son como los "oídos" o las "bocas" de los aparatos que usan radio, como las radios o los televisores.
Contenido
Tipos de Antenas Dipolo
Dipolo Simple o Largo
El dipolo más básico está hecho de dos piezas rectas de metal, del mismo largo, que están alineadas y se conectan en el centro. Estas piezas son mucho más delgadas que su largo.
La longitud ideal de un dipolo es la mitad de la longitud de onda de la señal que quiere recibir o enviar. Puedes calcular su largo aproximado en metros dividiendo 150 entre la frecuencia en MHz.
- Ejemplo: Para una señal de 28.9 MHz, el dipolo debería medir unos 5.21 metros. Sin embargo, en la práctica, la longitud real es un poco más corta, alrededor del 95% de lo calculado, es decir, unos 4.95 metros. Esto se debe a pequeños efectos en los bordes de la antena.
La longitud exacta de un dipolo también puede cambiar por el grosor del cable o si hay otros objetos metálicos cerca.
Dipolo en V Invertida
Este tipo de dipolo tiene sus dos brazos doblados hacia abajo, formando una "V" al revés. Es como si los brazos de un dipolo simple se inclinaran.
Es importante que el ángulo de la "V" no sea demasiado cerrado (se recomienda que sea de al menos 120 grados). También, los extremos de la antena deben estar lo más lejos posible del suelo. Si están muy cerca, la tierra puede afectar cómo funciona la antena.
Los radioaficionados (personas que usan radios para comunicarse como pasatiempo) aprecian mucho este dipolo. Es fácil de transportar y montar rápidamente con un mástil, un poco de cable y cuerda.
Dipolo Doblado
Un dipolo doblado es como un dipolo simple, pero sus brazos se doblan por la mitad y se unen en los extremos. Esto hace que la antena tenga una forma diferente.
La forma doblada cambia la forma en que la electricidad se mueve por la antena. Un dipolo doblado tiene una "impedancia" (una medida de su resistencia a la corriente eléctrica) de 300 Ohms, mientras que un dipolo simple tiene una impedancia de 73 Ohms.
Dipolo de Brazos Plegados
En este dipolo, solo una pequeña parte de los extremos de los brazos está plegada. Esto ayuda a ahorrar espacio, pero puede hacer que la antena sea un poco menos eficiente.
Dipolo Eléctricamente Acortado
Para hacer un dipolo más corto, se puede reemplazar una parte de cada brazo (por ejemplo, el tercio central) con una bobina de alambre llamada "solenoide". Esto reduce el tamaño de la antena, pero a cambio, puede disminuir su eficiencia, cambiar su impedancia y reducir el rango de frecuencias en las que funciona bien.
Cómo Funcionan los Dipolos
Dipolo Elemental
Un dipolo elemental es una porción muy pequeña de un cable por donde pasa una corriente eléctrica que cambia constantemente. Aunque no se puede construir un dipolo tan pequeño en la práctica, es útil para entender cómo se irradian las ondas de radio.
Este pequeño trozo de cable genera un campo eléctrico a su alrededor. Si imaginas el dipolo en el centro de una esfera, el campo eléctrico se extiende como los meridianos de la Tierra.
Dipolo Corto
Un dipolo corto es un dipolo real, pero sus dos conductores son mucho más pequeños que la longitud de onda de la señal. La corriente es más fuerte en el centro de la antena y disminuye hacia los extremos.
Este tipo de dipolo envía la señal con más fuerza en las direcciones que son perpendiculares a la antena (como si fuera un anillo alrededor de ella) y casi nada en la dirección de los propios cables.
Ganancia de un Dipolo
La ganancia de una antena nos dice qué tan bien una antena concentra la energía de la señal en una dirección específica, comparada con una antena ideal que envía la señal por igual en todas las direcciones (llamada antena isótropa).
Para un dipolo corto, la ganancia es de aproximadamente 1.5, lo que se puede expresar como 1.76 dBi (decibelios isótropos).
Ancho de Banda del Dipolo
El ancho de banda de un dipolo se refiere al rango de frecuencias en las que la antena funciona de manera eficiente. Un dipolo simple tiene un ancho de banda relativamente estrecho, de aproximadamente el 15%. Esto significa que funciona mejor en un rango limitado de frecuencias.
Dipolo de Media Onda (λ/2)
Un dipolo de media onda es una antena cuya longitud total es exactamente la mitad de la longitud de onda de la señal. Aunque su nombre sugiere algo especial, su principal ventaja es que las fórmulas para calcular su comportamiento se simplifican.
La corriente en un dipolo de media onda es máxima en el centro y cero en los extremos. Su patrón de emisión es similar al de un dipolo corto, pero un poco más "aplastado".
La ganancia de un dipolo de media onda es de aproximadamente 1.64, o 2.15 dBi.
| Ganancia de antenas dipolos | |
Longitud en  |
Ganancia |
L  |
1.50 |
| 0.5 | 1.64 |
| 1.0 | 1.80 |
| 1.5 | 2.00 |
| 2.0 | 2.30 |
| 3.0 | 2.80 |
| 4.0 | 3.50 |
| 8.0 | 7.10 |
Propiedades Eléctricas de un Dipolo
Tensión y Corriente
Cuando un dipolo está funcionando en su frecuencia ideal:
- La corriente eléctrica es más fuerte en el centro de la antena y disminuye hasta ser cero en los extremos.
- La tensión (o voltaje) es cero en el centro y aumenta hasta ser máxima en los extremos.
Diagrama de Emisión
Una antena dipolo no envía la señal con la misma fuerza en todas las direcciones. Se dice que es una antena direccional.
- Envía la señal con más potencia en ciertas direcciones. Esta "ganancia" es de aproximadamente 2.2 dB por encima del promedio.
- En otras direcciones, la señal es más débil. La antena dipolo no crea energía, solo la distribuye de manera diferente.
Polarización
La polarización de una antena se refiere a la dirección del campo eléctrico de la onda de radio que emite o recibe, en relación con la Tierra.
- Si la antena dipolo está paralela al suelo, la onda tiene polarización horizontal.
- Si la antena dipolo está perpendicular al suelo, la onda tiene polarización vertical.
En diferentes tipos de comunicación por radio, se prefiere un tipo de polarización u otro. Por ejemplo, en algunas bandas de radioaficionados, se usa más la polarización horizontal, mientras que en la radio FM, se usa más la vertical.
Impedancia
- La impedancia de un dipolo simple, en un espacio ideal, es de 73 Ohms. En la práctica, este valor puede variar según la longitud real de la antena.
- La impedancia de un dipolo doblado, en un espacio ideal, es de 300 Ohms.
Acortamiento Eléctrico
La longitud real de un dipolo es un poco más corta (alrededor del 5%) que la longitud ideal calculada. Esto se debe a un efecto llamado "acortamiento eléctrico".
Antenas Derivadas del Dipolo
Antena Yagi
Una Antena Yagi se crea añadiendo elementos adicionales a un dipolo. Estos elementos son varillas o tubos:
- Directores: Se colocan delante del dipolo, son un poco más cortos y ayudan a concentrar la señal hacia adelante.
- Reflector: Se coloca detrás del dipolo, es un poco más largo y ayuda a reflejar la señal hacia adelante.
Cuantos más elementos se añaden a una antena Yagi, mayor es su ganancia (envía o recibe la señal con más fuerza) y más direccional se vuelve (se enfoca en una dirección más específica). Las antenas Yagi son muy comunes para recibir señales de televisión.
Antena Moxon
Es un tipo de antena popular que se basa en el diseño del dipolo, a menudo usada por radioaficionados.
Antena Spiderbeam
Esta es una antena ligera, que puede funcionar en varias bandas de frecuencia y es fácil de transportar. La Antena Spiderbeam es una versión más compleja del dipolo, con una forma que recuerda a una telaraña, muy útil en las telecomunicaciones.
Antena HB9CV
Diseñada por el radioaficionado suizo Rudolf Baumgartner en los años 50. Esta antena tiene un elemento principal y un reflector, unidos por un conductor que ayuda a cambiar la fase de la señal. Es conocida por su buena ganancia y su capacidad para rechazar señales de la parte trasera. Se usa en frecuencias VHF y UHF.
Antena de Cuadro
Es una antena hecha de un lazo o bobina de alambre. Hay dos tipos principales:
- Grandes: Tienen una circunferencia cercana a una longitud de onda y se usan tanto para enviar como para recibir señales.
- Pequeñas: Son mucho más pequeñas (menos del 1% de una longitud de onda) y son muy ineficientes para transmitir, por lo que solo se usan para recibir. Un ejemplo es la antena de ferrita que se encuentra en muchas radios AM.
Las antenas de cuadro tienen un patrón de radiación similar al de un dipolo, siendo más sensibles en dos direcciones opuestas. Por esta razón, se usan para la radiogoniometría, que es el proceso de encontrar la ubicación de un transmisor de radio.
Galería de imágenes
-
Ondas estacionarias en una antena dipolo de media onda excitado a su frecuencia de resonancia
-
Antena dipolo plegada
-
Un dipolo elemental es una pequeña longitud de conductor.
-
Un dipolo corto es un dipolo realizable prácticamente formado por dos conductores de longitud total muy pequeña comparada a la longitud de onda.
-
La emisión es máxima en el plano perpendicular al dipolo y cero en la dirección de los conductores.
-
El diagrama de emisión tiene la forma de un toro de sección circular.
-
Potencia normalizada de un dipolo de media longitud de onda, donde se demuestra la relativa banda estrecha de un dipolo.
-
Un dipolo de media onda es una antena formada por dos conductores de longitud total igual a la mitad de una longitud de onda.
-
La imagen de la izquierda muestra la sección del diagrama de emisión.
-
El resultado es un diagrama de emisión tiene la forma de un toro un poco aplastado.
-
Se muestran las partes real e imaginaria en serie de la impedancia de un dipolo para longitudes que van de 0,4λ a 0,6λ.
Véase también
En inglés: Dipole antenna Facts for Kids
- Antena
- Antena cúbica
- Diagrama polar
- Electricidad
