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Antenas Helicoidales

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on 2 December 2013

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Transcript of Antenas Helicoidales

Parámetros de la antena helicoidal:
A) Son: el diamedro de la hélice (D), el numero de vueltas (N) y la separación ente vueltas (S)
B) De modo que la antena sera de longitud axilar Ns, circunferencia C= D vueltas de longitud
Características
Tienen una polarización circular, donde el sentido de la polarización (derecha o izquierda) depende del sentido de giro del elemento conductor.
Independiza la calidad de los enlaces, con respecto a la orientación angular de las antenas, ya que todas las posiciones son equivalentes.
Los parámetros geométricos de su diseño son: su diámetro, la separación entre las vueltas o paso de la hélice, el número de vueltas, el diámetro del hilo y el sentido del bobinado.
Patrón de Radiación
Para que una antena helicoidal trabaje en alguno de los modos mencionados anteriormente, es necesario que sus características físicas cumplan los requerimientos de hélice en el orden de longitud de onda y hélice mucho menor a la longitud de onda, para modo axial y normal respectivamente.
Radiación normal:
el campo es perpendicular al eje del helicoide. En este tipo de radiación la resistencia de radiación y la ganancia son muy pequeñas, por lo que se utiliza muy poco en la práctica.
Antenas Helicoidales
Antena Hélice
Es una antena en forma de solenoide, es la evolución del monopolo vertical, en la cual fue modificada el monopolo para tomar la forma de un solenoide.
Modos de funcionamiento:
1) Modo axial:
fue creado por Jhon Kraus en 1946. . Gracias a su directividad, polarización circular y su gran ancho de banda la antena helicoidal de modo axial es utilizada en aplicaciones espaciales.
2) Modo normal
: Se genera cuando el largo de onda es mucho mayor a las dimensiones de la antena.
Esta antena es utilizada en frecuencias de la banda de VHF y superiores en sistemas de telemetría y comunicaciones espaciales.
Los parámetros necesarios para la simulación de antenas parten de su geometría como de su ubicación espacial, entre otras características. Donde es necesario especificar la ubicación de la antenas bien sea en coordenadas cartesianas o esféricas, la frecuencia de operación, el medio por el cual se propaga, la distancia entre el Rx y el Tx, etc.
Para este tipo de antenas la simulación puede partir de las características físicas de ella:
De acuerdo al tamaño de la circunferencia de la hélice se pueden obtener, el modo normal de radiación y el axilar
Radiación Axial
: el campo electromagnético lleva la dirección del eje del helicoide con una polarización circular. En este modo de propagación las pérdidas son mínimas por lo que la ganancia es aproximadamente igual a la directividad (entre 11 a 15 dB). La directividad no aumentará mucho al aumentar el número de vueltas, porque al ser la antena muy larga aumentara la atenuación en el extremo de la antena y en consecuencia disminuirá la corriente el ancho de banda.
Clasificación
• Antenas para walkie-talkies
: Las antenas helicoidales son sumamente utilizadas en las radios portátiles de tipo walkie-talkie, como los PMR446. En efecto, el hecho de enrollar el monopolo en forma de hélice reduce sensiblemente el largo de la antena, reduciéndola a dimensiones razonables; así, una antena monopolo vertical que mediría 17 cm para la banda de radioaficionados de 70 cm, mide apenas cinco o seis en su forma helicoidal. La antena está enrollada en una vaina de caucho, lo que la hace flexible y evita que se rompa fácilmente.

Antenas para recepción satelital:
Otras antenas helicoidales son utilizadas en UHF para recibir señales satelitales (1575.42Mhz). En efecto, la polarización de la antena helicoidal es circular, lo que es sumamente favorable para la recepción de satélites. Estas antenas se fabrican con las espiras separadas un poco menos que el diámetro mismo de la hélice.

• Antenas Halo:
Caso límite de una antena helicoidal, se usan sobre todo en VHF. Son omnidireccionales y tienen buena ganancia
Existen varios tipos de antenas hélice las más comunes son:
Propiedades eléctricas de la antena helicoidal
Polarización:
La polarización de la antena helicoidal es de tipo circular (horizontal y vertical por partes iguales).
• Impedancia:
la impedancia de la antena hélice es baja. Por lo tanto, es preciso adaptarla a los 50 Ohmios de los transmisores con algún tipo de adaptador de impedancia.

Resonancia:
La antena hélice es resonante a una frecuencia fundamental
Funciona para frecuencias que pueden llegar al 20% en más o menos de aquella para la que está prevista.
Tiene la propiedad de emitir ondas sin polarización definida, es decir que pueden ser captadas por una antena situada en cualquier posición en un plano vertical, perpendicular a la dirección del emisor.
Si se utiliza como antena receptora, indiferentemente ondas polarizadas verticalmente u horizontalmente.
Presenta la ventaja de que es fácil fabricación a muy bajo costo y, además, en base a este diseño es relativamente fácil fabricar antenas con ganancias diferentes ya que se aumenta la ganancia simplemente aumentando el número de espiras (aunque la relación no es lineal)
Se puede colocar delante de un reflector plano para darle una radiación unidireccional.

En relación a q las perdidas en la potencia radiada causan que las antenas helicoidales sean difíciles de usar en aplicaciones de radio celular en lavanda de 800 a 900 Mhz, exceptuando por su tamaño reducido.
Ventajas y desventajas:
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