DISEO Y CONSTRUCCIN DE UNA

ANTENA DIDRICA CON

ACOPLADOR GAMMA-MATCH

RESUMEN: El presente trabajo tiene como

objetivo primordial el diseo y la construccin

de una antena con reflectores didricos y un

acoplador Gamma-Match, con una

frecuencia de operacin de 420MHz.

ndice de trminos: dipolo, didrica, ROE,

Gamma-match.

I. INTRODUCCIN

Una antena es un dispositivo (conductor

metlico) diseado con el objetivo de emitir

o recibir ondas electromagnticas hacia el

espacio libre. Una antena transmisora

transforma voltajes en ondas

electromagnticas, y una receptora realiza

la funcin inversa.1

La antena con reflectores didricos fue

inventada y patentada por J.D Kraus,

utilizando un reflector didrico formado por

dos planos que se intersectan a un ngulo

que puede ser de 90, 60 o 45 pero el ms

utilizado suele ser de 90, los reflectores

tiene forma de parrilla hechas de varillas

conductoras. La separacin entre las varillas

deben ser del orden de 0.1 , y la longitud de los reflectores debe ser de alrededor de

2 , para as asegurar las caractersticas adecuadas de la antena.

Este tipo de antena se emplea en

transmisin como en recepcin y su

ganancia depende del ngulo entre los

planos reflectores y de la distancia del

dipolo al vrtice del diedro. La ganancia

tpica de esta antena con ngulo de 90 es

de 10 dB y de 12.5 dB cuando el ngulo es

de 60. 2

Fig. 1 Antena didrica. Tomado de [en lnea]. http://fralbe.com/2008/12/09/diseno-de-una-antena-diedrica-

para-uhf/

Acoplador Gamma-Match es un sistema

de ajuste de impedancias asimtrico entre el

cable y el elemento excitado, que forma una

seccin de lnea y una capacidad en serie.

Este tipo de acoplador es el ms utilizado

por su eficiencia y facilidad de construccin

ya que se realiza con los mismos materiales

que se construye la antena.

Con esto se construye un capacitor variable,

que al insertase un tubo dentro de otro se

logran capacidades prcticas para poder

acoplar antenas que presentan reactancias

inductivas, es decir se utilizan para cancelar

la reactancia que posee toda antena y con

ella lograr una sintona a la frecuencia de

trabajo y bajo valor de ROE. 3

La variacin de impedancia se produce al

variar la distancia ente el dipolo y l tuvo

de adaptacin.

Fig. 2 Acoplador Gamma-Match Tomado de [en lnea]. http://www.qsl.net/xe1rm/tecolo95.html

El ROE, la Razn de onda estacionaria,

es una medida de la energa enviada por el

transmisor que es reflejada por el sistema

de transmisin y vuelve al transmisor.4

El shunt es la pieza de aluminio que une el

elemento excitado (antena) y el Gamma-

Match, para poder realizar el anlisis del

acoplador se debe variar el tamao del

shunt con el fin de saber cul es su mejor

tamao en funcin del ROE 3.

II. DISEO

Diseo de la antena didrica con 11 reflectores y un director (dipolo

simple) para frecuencia de 420MHz

Se disear una antena con reflectores

didricos tomando como referencia de

frecuencia central los 420MHz. As los

clculos para la antena son los siguientes.

La frecuencia central es:

Dada esta frecuencia la longitud de onda

esta en:

La distancia entre los reflectores es igual:

La longitud de los reflectores es igual:

La longitud del director es igual:

La separacin tomada entre el centro de los

reflectores y el dipolo simple (director) es

de:

Diseo de acoplador Gamma-match

La longitud de onda es:

La longitud del dipolo es la longitud de

onda menos el 5% dividida para 2:

La longitud del Gamma-Match es del 10%

de la longitud de onda

III. CONSTRUCCIN

Los materiales utilizados los describimos en

la tabla 1

Tabla 1.Materiales utilizados

Cant. Descripcin V. total

15 m Tubo para

antena $ 13.00

2 m Cable coaxial

RG-8 $ 6.00

3 Conectores $ 4.50

10 Tornillos con

tuerca $ 2.00

1 Estao $ 1,50

1 Cautn $ 5,30

Total 32,30

Construccin de la antena

Se procede primeramente a cortar los

materiales:

- 2 reflectores grandes - 11 reflectores para cada boom - el dipolo simple

Se cortan de acuerdo a los clculos

realizados anteriormente.

Despus se realiza los orificios en los

reflectores grandes a la distancia calculada,

se los une dejando entre ambos un ngulo

de 90 grados

Luego se une en la mitad de los reflectores

grandes el eje del dipolo, el dipolo simple y

se coloca los 11 reflectores en cada boom

Fig. 3 Antena Didrica

Construccin del Gamma match

Para la construccin del gamma match se

utiliza los mismos materiales de la antena y

cable RG-8.

Se corta 12cm de tubo, se realiza una L

donde se suelda un conector hembra, se

coloca en la antena, soldamos alambre

coaxial pelado dejando solo el aislante y el

alambre de cobre interno, luego se suelda el

extremo del cable con el conector y con el

shunt se procede a acoplar el dipolo con el

gamma match.

Fig. 4 Acoplador Gamma-Match

Fig. 6 Shunt para el Acoplador Gamma-Match

IV. Diseo final

El diseo final de la antena juntamente

con el acoplador podemos observarlo en

la figura 3.

Finalmente podemos observar Los datos

obtenidos de la antena conectada al

Medidor de ondas estacionarias en la

figura

Fig. 5 Medidor de ondas estacionarias.

V. CONCLUSIONES

Se concluye que aumentar la frecuencia de operacin, la

longitud de la antena disminuye.

Un valor de ROE igual a uno implica que la antena est

completamente adaptada y un

100% de la potencia est siendo

transmitida. Esto solo ocurre en un

caso ideal, no siendo as en la

realidad.

Para realizar la medicin ROE, el cable coaxial conectado al

analizador de ondas estacionarias

debe estar bien soldado para que no

exista variacin al momento de

visualizar los resultados.

La longitud del cable debe ser lambda medios o un mltiplo de

este.

La estructura de la antena de estar bien ensamblada.

VI. REFERENCIAS

1. ANTENA, [en lnea] Disponible en:

?id=y5s3XIaE46UC&pg=PA390&l

pg=PA390&dq=antena+diedrica&so

urce=bl&ots=7LuMlozUZ8&sig=h

U59BeO0q0QxGWT30ub8u5OLcF

8&hl=es&sa=X&ei=X331UMTWF

4rm9ASDoIDICA&sqi=2&ved=0C

EMQ6AEwAw#v=onepage&q&f=f

alse

3. REVISTA EN CORTO CIRCUITO, [en lnea] (Edicin N.-18)

Disponible en: