UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PANAMA CENTRO REGIONAL DE AZUERO FACULTAD DE INGENIERIA ELÉCTRICA
PROYECTO SEMESTRAL DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN Y ANTENAS
ANTENA HELICOIDAL
PROFESOR: DIONIS GONZALEZ
ELABORADO POR: Corro, Héctor
6-719-1360
De Gracia, Ángel
2-735-1454
González, Ángel
9-746-2319
Rodríguez, Nielsen
2-734-1800
GRUPO 7IT141
MAR CO TE ÓRI CO La antena helicoidal, es una configuración práctica de una radiación electromagnética, que está formada por un hilo de alambre espiral formando una hélice. Es una evolución del monopolo vertical, en la cual ha sido modificado para tomar la forma de un solenoide. Este tipo de antena sus características principales como: polarización circular, impedancia y ganancia sobre un rango de frecuencia de banda ancha; la han convertido en una de las más utilizadas en comunicaciones actualmente. En la mayoría de los casos las hélices son usadas como plano a tierra. El plano a tierra puede tomar diferentes formas. Una es para la tierra a del piso del palto. Típicamente el diámetro del plano a tierra está en un valor de 3λ/4. Sin embargo, el plano a tierra puede también estar formado en la forma de una cavidad cilíndrica. En suma, la hélice es usualmente conectada al centro del conductor de una línea de transmisión coaxial en el punto de alimentación con el conductor exterior o malla de la línea atada al plano a tierra. Existen algunas ventajas en cuanto a este tipo de antenas, la helicoidal, como se dijo anteriormente, posee una polarización de tipo circular la que permite independencia entre la calidad de los enlaces y la orientación de las antenas. El elemento reflector aporta una seguridad para la relación delante-atrás. Otra ventaja es que se puede implementar a bajo costo y, además, se aumenta la ganancia ampliando el las espiras. Existen varios tipos de antena hélice, entre ellas: O
Antenas para walkie-talkies
Las antenas helicoidales son sumamente utilizadas en las radios portátiles de tipo walkie-talkie, como los PMR446. 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. O
Antenas para recepción satelital
Otras antenas helicoidales son utilizadas en UHF para recibir señales satelitales (1575.42Mhz). 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. O
Antenas Halo
Caso límite de una antena helicoidal, se usan sobre todo en VHF. Son omnidireccionales y tienen buena ganancia.
DI SE ÑO DE LA ANTE NA La configuración geométrica de un hélice consiste usualmente de N vueltas, el diámetro D y la separación S entre cada espira. La longitud total de la antena es mientras la longitud total donde es la longitud del alambre entre del alambre es de cada giro y es la circunferencia de la hélice.
= = √ + =
= √ +
=
Otro parámetro importante es el ángulo de separación que es al ángulo formado por la línea tangente a la hélice del alambre y un plano perpendicular a l eje de la hélice. El ángulo de separación esta dado por la siguiente ecuación
) = tan− ( ) = tan− ( Cuando el ángulo está entre 0 < < 90, entonces forma una verdadera hélice con la circunferencia mayor que el cero pero menor que la circunferencia cuando la hélice es reducida a un vuelta ( = 0). Las características de radiación de la antena pueden estar variando controlando el tamaño de sus propiedades geométricas comparado a la longitud de onda. La impedancia de entrada es críticamente dependiente en la ángulo de separación y el tamaño del alambre conductor, espacialmente casi del punto de alimentación, y este puede estar adjuntarse ccontrolando sus valores. La polarización general de la antena es elíptica. CÁLCULOS Las fórmulas tomadas en cuenta para los cálculos de la antena helicoidal se tomaron de distintos archivos de referencia de la red:
PARÁMETROS CALCULADOS a) Longitud de onda:
3x10 λ = = 512x10 = 58,5 cm b) λ=D*π , a partir de esta ecuación despejamos el diámetro:
= = 58,5 = 20,1
c) El número de espiras que utilizamos para nuestro diseño es de 10 espiras y la longitud de cada una es de
= 20,1 ∗ = 63,14 d) La separación entre espiras será igual que un cuarto de longitud de onda, esto es igual a
= 15° ∗ ∗ = 5,85
