Sylabus antenas y lineas de transmision

F A C U L T A D D E C I E N C I A S Y T E C N O L O G I A
U N I V E R S I D A D D E A Q U I N O B O L I V I A
1
UNIDAD ACADEMICA SANTA CRUZ
Facultad de Ciencias y Tecnología.
Ingeniería de Telecomunicaciones
SÉPTIMO SEMESTRE
SYLLABUS DE LA ASIGNATURA
ANTENAS Y LÍNEAS DE TRANSMISIÓN
Elaborado por:
Ing. Rivera Q. Carmen
Gestión Académica I/2009

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UDABOL
UNIVERSIDAD DE AQUINO BOLIVIA
Acreditada como PLENA mediante R. M. 288/01
VISION DE LA UNIVERSIDAD
Ser la Universidad líder en calidad educativa.
MISION DE LA UNIVERSIDAD
Desarrollar la Educación Superior Universitaria con calidad y competitividad al servicio de
la sociedad.
Estimado (a) alumno (a):
El Syllabus que ponemos en tus manos es el fruto del trabajo intelectual de tus docentes, quienes
han puesto sus mejores empeños en la planificación de los procesos de enseñanza para brindarte
una educación de la más alta calidad. Este documento te servirá de guía para que organices
mejor tus procesos de aprendizaje y los hagas mucho más productivos.
Esperamos que sepas apreciarlo y cuidarlo.
Aprobado por: Ing. José Jaime Barrancos Fecha: diciembre del 2008
Jefe de Carrera de Ingeniería de Telecomunicaciones
(Sello y firma)

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SYLLABUS
Asignatura:
Antenas y Líneas de
Transmisión.
Código: ITT – 327.
Requisito: ITT – 227.
Carga horaria: 80 horas.
Horas teóricas: 60
Horas prácticas: 40
Créditos: 8.
I. OBJETIVOS GENERALES DE LA
ASIGNATURA.
Conocer la teoría de radiación
electromagnética en las antenas lineales
filamentales y sus arreglos. Conocer la teoría
de los sistemas de radar y sus aplicaciones.
Conocer la teoría de la propagación de la inda
electromagnética en líneas de transmisión.
Conocer las características de radiación
electromagnética de antenas filamentales:
elemental, dipolo corta y de media onda, así
como sus arreglos lineales, uniformes y no
uniformes.
Conocer las características de propagación de
señales de transmisión sin pérdidas y con
pérdidas.
Conocer la ayuda gráfica para resolver el
problema de desacoplamiento en líneas de
transmisión.
II. PROGRAMA ANALÍTICO DE LA
ASIGNATURA.
UNIDAD I: ONDAS DE RADIO.
TEMA 1. Radiación y propagación
electromagnética.
1.1. Las ecuaciones de Maxwell.
1.2. Propagación de ondas en líneas de
transmisión.
1.3. Radiación electromagnética.
1.4. Reflexión, refracción y difracción de
ondas.
1.5. Propagación de ondas en el espacio
libre.
UNIDAD II: ANTENAS LINEALES.
TEMA 2. Parámetros circuitales de las
antenas.
2.1. El dipolo de media onda.
2.2. Resistencia de radiación.
2.3. Longitud del dipolo.
2.4. Resonancia de la antena.
2.5. Q de la antena y ancho de banda.
2.6. Temperatura de la antena.
TEMA 3. Parámetros espaciales de las
antenas.
3.1. El radiador isotrópico
3.2. Patrón de radiación.
3.3. Ganancia y directividad.
3.4. Polarización.
3.5. Efectos del suelo.
TEMA 4. Tipos de antenas lineales.
4.1. Dipolo plegado.
4.2. Antena monopolo.
4.3. Antena en bucle o cuadro.
4.4. Antena de 5/8 de longitud de onda.
4.5. Antena helicoidal.
TEMA 5. Adaptación de antenas.
6. 1 La carta de Smith.
6. 2 Transformador de λ/4.
6. 3 Stub cortocircuitado.
6. 4 Transformador de impedancia. Balun.
6. 5 Sintonizador de antena.
6. 6 Carga inductiva y capacitiva.
TEMA 6. Arreglo de antenas.
6. 1 Arreglo Yagi.
6. 2 Arreglo bipolar log-periodic.
6. 3 Arreglo monopolo en fase.
6. 4 Otros arreglos en fase.
TEMA 7. Antenas para comunicaciones
móviles.
7. 1 Antenas de sitio de celdas.
7. 2 Antenas móviles y portátiles.

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UNIDAD III: ANTENAS DE MICROONDAS.
TEMA 8. Antenas de microondas.
8. 1 Antenas de baja frecuencia.
8. 2 Antena de bocina.
8. 3 Antenas parabólicas
8. 4 Antenas helicoidales
8. 5 Antenas bicónicas
8. 6 Antenas de ranuras.
8. 7 Antenas de parche.
8. 8 Antenas de lente de Fresnel.
8. 9 Antenas inteligentes para WiMAX.
III. ACTIVIDADES A REALIZAR
DIRECTAMENTE EN LA COMUNIDAD
i. Tipo de asignatura para el trabajo
social.
Directamente vinculada
ii. Resumen de los resultados del
diagnostico realizado para la
detección de los problemas a resolver
en la comunidad.
Se ha evidenciado una falta de información
en los ciudadanos respecto al tema de que
si las radiaciones que reciben de los
diferentes emisores como ser antenas de
celulares o radio, son o no perjudiciales
para la salud humana, por lo que se
realizara un estudio para determinar si los
límites suelen ser los recomendados por la
Organización Mundial de la Salud (OMS) y
la Asociación Internacional para la
Protección de Radiaciones (IRPA).
iii. Nombre del proyecto
Diagramas de Radiación
iv. Contribución de la asignatura al
proyecto.
Medición efectiva del espectro
electromagnético emitido por diferentes
Antenas.
v. Actividades a realizar durante el semestre para la implementación del proyecto
Nombre del proyecto: DIAGRAMAS DE RADIACION
Trabajos a realizar por los
estudiantes.
Localidad, aula o
laboratorio-
Incidencia social Fecha
1.- Hacer un levantamiento de datos
sobre las torres que soportan
antenas de servicios de
telecomunicaciones.
Barrio a designar. Semana 3
2.- Verificar, en coordinación con
los técnicos de la Superintendencia
de Telecomunicaciones, el
cumplimiento de normativas que se
refieren a la exposición
electromagnética. Con base a esta
información, elaborar las
recomendaciones correspondientes.
Barrio a designar. Semana 4

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IV. EVALUACIÓN DE APRENDIZAJES.
 PROCESUAL.
Durante el semestre se realizarán dos tipos
de actividades:
Las primeras serán de aula, que consisten en
clases teóricas, exposiciones, ejercicios
sobre casos y trabajos grupales (Work
Paper’s y DIF’s).
Las segundas serán fuera de aula, que
consisten en la realización de proyectos de
dispositivos que serán probados en
laboratorio, y las Brigadas que consistirán en
la investigación sobre la existencia y
cumplimiento de normativas para la
protección humana frente a la radiación
electromagnética de los sistemas de telefonía
celular.
Cada una se tomará como evaluación
procesual calificándola entre 0 y 50 puntos
independientemente de la cantidad de
actividades realizadas por cada alumno.
 DE RESULTADOS
Se realizarán dos evaluaciones parciales con
contenidos teóricos y prácticos. El examen
final será escrito e integral de toda la materia.
Los exámenes parciales y el examen final
tendrán una calificación que oscila entre 0 y
50.
V. BIBLIOGRAFÍA.
BÁSICA
 Frenzel. Sistemas Electrónicos de
Comunicaciones. Editorial Alfaomega.
España. 2003. (Signatura topográfica:
621.382 F88)
COMPLEMENTARIA
 Blake Roy. Sistemas Electrónicos de
Comunicaciones. Editorial Thomson.
México 2004.
 Krauss–Fleichbrault –Piat.
Electromagnetismo - con aplicaciones.
Editorial Mc Graw Hill. 2000.
I. CONTROL DE EVALUACIONES.
1° evaluación parcial
Fecha
Nota
2° evaluación parcial
Fecha
Nota
Examen final
Fecha
Nota

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APUNTES
VII. PLAN CALENDARIO
SEMANA ACTIVIDADES OBSERVAC.
1 TEMA 1. Radiación y propagación electromagnética.
4 TEMA 2. Parámetros circuitales de las antenas.
5 TEMA 2. Parámetros circuitales de las antenas.
6 TEMA 3. Parámetros espaciales de las antenas.
7 TEMA 3. Parámetros espaciales de las antenas.
8
TEMA 3. Parámetros espaciales de las antenas.
EVAL PARC I
9 TEMA 4. Tipos de antenas lineales. Presentación de notas
10 TEMA 4. Tipos de antenas lineales.
11 TEMA 4. Tipos de antenas lineales.
12 TEMA 5. Adaptación de antenas.
13 TEMA 5. Adaptación de antenas.
14
TEMA 5. Adaptación de antenas.
EVAL PARC II
15 TEMA 6. Arreglo de antenas. Presentación de notas
16 TEMA 6. Arreglo de antenas.
17 TEMA 7. Antenas para comunicaciones móviles.
18 TEMA 8. Antenas de microondas.
19 EVALUACION FINAL
20 EVALUACION FINAL Presentación de notas
21 SEGUNDA INSTANCIA Presentación de notas

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PROGRAMA DE CONTROL DE CALIDAD
UNIDAD O TEMA: Líneas de Transmisión.
TITULO: Modelo eléctrico de una línea de transmisión.
FECHA DE ENTREGA: Semana 2.
PERIODO DE EVALUACIÓN: Primera etapa.
1. Campos eléctricos y magnéticos en una
línea de transmisión
Un La Figura 1 muestra que siempre que se
aplica voltaje a una línea de transmisión de
dos conductores, se genera un campo
eléctrico. Al mismo tiempo, este voltaje hace
fluir una corriente eléctrica en los conductores
produciendo un campo magnético. Observe
que en cualquier tiempo dado, los
conductores tienen polaridades opuestas.
Durante medio ciclo de la entrada de AC, un
conductor es positivo y el otro negativo;
durante el semiciclo negativo, la polaridad se
invierte. Esto significa que la dirección del
campo eléctrico entre los conductores se
invierte una vez por ciclo. La Figura 1 es un
ejemplo de un campo eléctrico entre
conductores.
También hay que observar que la dirección
del flujo de la corriente en un conductor es
siempre opuesta a la del otro conductor. Por
lo tanto, los campos magnéticos se
combinan, como muestra la Figura 1c. Las
líneas del campo magnético se apoyan en
forma directa unas a otras entre los
conductores, pero a medida que las líneas de
fuerza se separan, la dirección del campo
magnético de un conductor es opuesta a la
del otro conductor, de manera que los
campos tienden a cancelarse entre sí. Dicha
cancelación no es completa y la fuerza del
campo magnético resultante es muy
pequeña. En tanto que los campos magnético
y eléctrico se muestran separados en las
Figura 1b y c por claridad, debe recordarse
que aparecen de manera simultánea y en
ángulo recto uno respecto del otro.
Figura 1.- Campos eléctrico y magnético
alrededor de una línea de transmisión.
2. Parámetros distribuidos
En el análisis de líneas de transmisión, es
necesario utilizar constantes distribuidas en
vez de concentradas. Los parámetros a
considerar son los siguientes.
Resistencia
Primero, hay una resistencia de la línea, que
se produce porque los conductores no son
perfectos: presentan resistencia a la
circulación de corriente, provocando pérdidas
de potencia (efecto Joule). Esta idea es
WORK PAPER # 1

8
familiar por las aplicaciones de baja
frecuencia, pero hay una diferencia: la
resistencia aumenta con la frecuencia,
Cualquier flujo de corriente en un conductor
se asocia con un campo magnético, tanto
dentro del conductor como en el espacio que
lo rodea. A altas frecuencias, el campo
magnético dentro del conductor causa que la
mayor parte de la corriente fluya cerca de su
superficie. A medida que aumenta la
frecuencia, la región de densidad de
corriente alta se hace más delgada,
reduciendo el área de sección transversal
efectiva e incrementando la resistencia del
conductor. Debido a que la mayor parte de la
corriente fluye en una región delgada que se
asemeja a una "piel" cerca de la superficie
del alambre, este fenómeno se conoce como
efecto superficial (skin effect). El efecto
superficial explica por qué la tubería hueca
funciona tan bien como conductor sólido para
aplicaciones como antenas televisión y las
bobinas en los transmisores de radio para
VHF y frecuencias superiores.
Conductancia
Además de la resistencia de los alambres,
debe considerarse la conductancia del
dieléctrico que separa a los conductores, el
cual no es perfecto: provoca pérdidas de
potencia debidas a corrientes de fuga (arcos
eléctricos) entre conductores. A bajas
frecuencias, la conductancia es tan pequeña
que puede ignorarse. Sin embargo, los
dieléctricos tienden a tener más pérdidas a
medida que aumenta la frecuencia.
Inductancia
Cualquier conductor o combinación de
conductores tiene inductancia así como
resistencia. La inductancia está asociada al
campo magnético H generado por las
corrientes iguales y opuestas que circulan
por los conductores.
Capacitancia
También hay capacitancia entre dos
conductores cualesquiera separados un
dieléctrico. La capacitancia está asociada al
campo eléctrico E, creado por las cargas
iguales y opuestas en los conductores.
Por consiguiente, cualquier modelo de línea
de transmisión debe incluir resistencia,
conductancia inductancia y capacitancia.
Es difícil visualizar y trabajar con constantes
distribuidas. Una manera de afrontar el
problema es considerar una sección corta de
la línea y asignarle varias constantes
concentradas. Tal esquema es la base para
la Figura 2, donde se ilustran el modelo para
la línea no balanceada (como el cable
coaxial). En la figura se considera R = la
resistencia del alambre, G = la conductancia
del dieléctrico, L = la inductancia en serie y C
= la capacitancia en paralelo. Todas estas
constantes se dan por unidad de longitud;
por ejemplo, la resistencia se expresa en
/m. Sin embargo, la longitud de la línea que
se está considerando es en realidad mucho
más pequeña que un metro. De hecho, la
idea es permitir que la sección se acorte
hasta que su longitud sea infinitesimal.
Figura 2.- Modelo de una sección de línea de
transmisión corta.
A bajas frecuencias, la inductancia no tiene
efecto debido a que su reactancia es muy
pequeña comparada con la resistencia de la
línea. De manera similar, la reactancia de la
capacitancia en paralelo es muy grande, así
que el efecto de la capacitancia también es
insignificante. La línea se caracteriza por su
resistencia y posiblemente por la
conductancia del dieléctrico, aunque
generalmente ésta puede ignorarse.
Cuando aumenta la frecuencia, la inductancia
y la capacitancia comienzan a tener efecto.
Mientras mayor sea la frecuencia, más
grande es la reactancia inductiva en serie y
menor la reactancia capacitiva en paralelo.
De hecho, a altas frecuencias a menudo es

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posible simplificar los cálculos si se ignoran
los elementos resistivos y se considera sólo
la inductancia y capacitancia de la línea. A
este tipo de línea se le conoce como línea sin
pérdida, puesto que las reactancias inductiva
y capacitiva almacenan energía pero no la
disipan.
Efectos de las frecuencias altas
No existe una clara distinción entre
microondas y otras señales de frecuencia de
radio. De común acuerdo, el límite inferior
para las frecuencias de microondas se fija en
1 GHz. Se examina aparte a las microondas
debido a que muchas técnicas ordinarias
para amplificar y transmitir señales se
vuelven menos efectivas cuando aumenta la
frecuencia, en tanto que otras técnicas
imprácticas a frecuencias menores se
vuelven más útiles.
A medida que se incrementa la frecuencia,
muchas de las suposiciones simplificadoras
que funcionan a frecuencias más bajas se
vuelven menos precisas.
A bajas frecuencias, se ignora la inductancia
y la capacitancia de las terminales del
componente. A frecuencias de microondas,
incluso las terminales de conexión cortas
tienen reactancia capacitiva e inductiva
importantes, así que el diseño físico de los
componentes debe cambiar.
A frecuencias en el intervalo de UHF y
superiores, los conductores de incluso unos
cuantos centímetros de largo, no pueden ser
ignorados o tomar solo en cuenta su
capacitancia e inductancia concentradas, Es
necesario analizarlos como líneas de
transmisión, en las cuales se incluyen las
constantes distribuidas.
A frecuencias cercanas a la banda de UHF,
comúnmente se ignora el tiempo que tardan
los portadores de carga para moverse por
dispositivos como diodos, transistores y tubos
al vacío. Cuando el periodo de las señales se
vuelve más corto, este tiempo de tránsito se
vuelve una fracción importante de un ciclo
completo.
Se rediseñaron algunos componentes
ordinarios para reducir el tiempo de tránsito y
algunos dispositivos activos a fin de
incorporar los efectos de tiempo de tránsito
en su operación.
Debido a las cortas longitudes de onda de las
señales de microondas, las antenas de
tamaño físico razonable pueden tener
ganancia muy alta y los reflectores
parabólicos se vuelven prácticos.
A frecuencias de microondas, las pérdidas en
las líneas de transmisión ordinarias son
bastante grandes, y las guías de ondas, que
son imprácticas a frecuencias más bajas,
toman su lugar.
CUESTIONARIO DEL WORK PAPER # 1
1. Describa las distintas bandas de
frecuencias de radio del espectro
electromagnético.
2. ¿Cuál es la diferencia en el
comportamiento en frecuencias altas y
bajas de los siguientes componentes
electrónicos discretos?
a) Resistor
b) Capacitor
c) Inductor
d) Transistor
Dibuje el circuito equivalente en altas
frecuencias de cada uno de ellos.
3. Explique ¿qué puede hacerse para
disminuir el efecto de las frecuencias
altas en dichos componentes?
4. Explique ¿qué se entiende por
autoresonancia?
5. ¿Por qué son más simples de analizar las
líneas de transmisión a bajas frecuencias
que a frecuencias superiores?
6. Dibuje el circuito equivalente para una
sección corta de línea de transmisión y
explique el significado físico de cada
elemento del circuito.

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7. ¿Qué es el efecto superficial y qué lo
causa?
8. ¿Qué dispositivos se utilizan en altas
frecuencias para reemplazar a los
capacitores e inductores concentrados
utilizados en bajas frecuencias?
9. ¿Por qué las líneas de transmisión de
dos conductores son reemplazadas por
guías de onda hueca en el intervalo de
frecuencias de microondas?
10. ¿Compare física y eléctricamente las
antenas utilizadas en los intervalos de
frecuencias intermedias y en frecuencias
de microondas.

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UNIDAD O TEMA: LÍNEAS DE TRANSMISIÓN.
TITULO: Acoplamiento de impedancias utilizando carta de Smith.
1. Acoplamiento de impedancia
Los desacoplamientos de impedancias tienen
un efecto dañino en las líneas de transmisión:
producen potencia que se refleja hacia la
fuente y voltajes y corrientes mayores de lo
normal que someten a esfuerzo a la línea y al
equipo conectado. En general, se obtienen
mejores resultados cuando la carga se acopla
con la impedancia característica de la línea.
Cuando este no es el caso, suele ser útil
conectar algún tipo de red de adaptación para
corregir el desacoplamiento. En microondas,
las redes de adaptación o acoplamiento se
construyen por medio de secciones de
microlíneas o componentes de guía de ondas.
2. Carta de Smith
En enero de 1939, Philip H. Smith publicó la
carta de Smith, una gráfica sofisticada que
permite soluciones visuales de los cálculos de
líneas de transmisión. A partir de entonces, se
la ha utilizado para indicar impedancias y
admitancias complejas y la forma en la que
varían a lo largo de una línea, por lo tanto es
posible usar la gráfica como ayuda para la
adaptación o acoplamiento de impedancias.
Puesto que el centro de la gráfica representa
siempre la impedancia característica del
sistema, acoplar una línea requiere mover su
impedancia de entrada al centro de la gráfica,
mientras más cerca esté del centro, mejor es el
acoplamiento. La Figura 1 es una impresión de
computador de un programa llamado
WinSmith, uno de los muchos que llevan a
cabo los cálculos de la carta de Smith.
Figura 1. Carta de Smith (WinSmith).
3. Acoplamiento mediante una línea de
transmisión de /4
Una línea de transmisión de /4 también puede
utilizarse como transformador. Un cuarto de
longitud de onda (0.25 ) a lo largo de una
línea representa media rotación alrededor de la
carta, así que un /4 de la línea de la
impedancia correcta puede transformar una
impedancia real en otra (vea la Figura 2. La
impedancia característica Zo' de la línea para el
transformador se determina a partir de la
siguiente ecuación:
WORK PAPER # 2

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Figura 2. Transformador de /4.
CUESTIONARIO DEL WORK PAPER # 2.
1. ¿Qué se entiende por impedancia
característica de una línea de transmisión?
2. Defina el factor de velocidad para una línea
de transmisión y explique por qué nunca
puede ser mayor que uno.
3. Compare las técnicas de construcción de
línea de cinta y microcinta y dibuje un
esquema de cada tipo.
4. Indique la fórmula matemática para calcular
la impedancia característica de una línea
de cinta y de una microlínea.
5. Explique qué se entiende por la SWR en
una línea. ¿Cuál es su valor cuando una
línea esta perfectamente acoplada o
adaptada?
6. ¿Por qué normalmente no es deseable un
valor alto de SWR?
7. Trace un diagrama que muestre cómo
varía la impedancia con la distancia a lo
largo de una línea en cortocircuito sin
pérdida.
8. Trace un diagrama que muestre cómo se
utiliza un transformador de /4 para
adaptación de impedancia. ¿Está acoplado
por si mismo el transformador?
9. ¿Por qué es circular la carta de Smith?
10.Encuentre la ubicación correcta y la
impedancia característica de un
transformador de /4 requerido para
acoplar una línea de 50  con una
impedancia de carga de 75 + j25 .

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UNIDAD O TEMA: ANTENAS LINEALES.
TITULO: Tipos de antenas lineales.
PERIODO DE EVALUACIÓN: Segunda etapa.
ANTENA DE 5/8 DE LONGITUD DE ONDA
La antena de 5/8 λ es una antena de 3/4 λ que
ha sido acortada por medio de una bobina.
Eléctricamente, la antena tiene 3/4 de λ, pero
una parte de esa longitud está constituida por
una bobina de tal forma que el elemento
radiante sólo tiene 5/8 de longitud de onda
(figura 1).
Figura 1: La antena
de 5/8 λ
La línea de transmisión se conecta a una
espira de la bobina o bien entre la bobina y
masa (Figura 1) para hacer el acoplamiento de
impedancias. Su característica de radiación es
muy similar a la antena de 1/2 λ, pero con la
particularidad de que ahora no tenemos el
problema del circuito resonante paralelo, sólo
una bobina.
Figura 2. Sistema de adaptación de la
antena de 5/8 λ
Construir una bobina de alta calidad y que
soporte una cierta potencia no es difícil; en
contrapartida la antena de 5/8 λ necesita un
plano de tierra eficaz, ya que al ser una antena
de 3/4 λ su impedancia es baja.
ANTENAS COLINEALES VERTICALES
Las antenas verticales no pueden ponerse una
encima de otra para conseguir aumentar la
ganancia. El plano de tierra que necesitan lo
impide.
Si prolongamos el conductor de una antena
vertical para conseguir el mismo efecto de
ganancia que con los dipolos, esa ganancia se
producirá a lo largo del conductor, o sea hacia
arriba lo que no interesa en absoluto. Para que
una antena de hilo largo funcione en vertical,
hay que conseguir que todos sus elementos
radiantes estén en fase, por tanto se tendrán
WORK PAPER # 3

14
que suprimir los elementos que se encuentran
en contrafase.
Figura 3. Distribución de corriente
en un hilo de 1 1/4 λ
En la figura se ve la distribución de corriente
en un hilo de 1 1/4 λ. Es necesario suprimir el
tramo central de 1/2 λ ya que se encuentra en
oposición de fase y no sirve, pero no es
posible cortar el cable ya que entonces no
llegaría la energía a la parte superior.
La solución consiste en doblar el trozo de 1/2 λ
de tal forma que se transforme en una línea de
transmisión de 1/4 λ (figura 4).
Figura 4. Stub para conseguir
funcionamiento colineal.
A esta línea de un cuarto de onda se le
denomina en inglés stub de 1/4 y es la palabra
que más se emplea, ya que su denominación
en castellano sería: línea de puesta en fase de
un cuarto de onda.
Como vimos al estudiar las líneas de
transmisión, las líneas no radian, o lo hacen
muy poco; por tanto al colocar el "stub de 1 /4
de onda" habremos conseguido poner en fase
los dos trozos que interesaban, eliminar la
radiación del tramo central y no cortar la unión
eléctrica de la antena. Colocando "stubs" cada
media onda se puede prolongar la antena, con
tramos siempre en fase, todo lo que se quiera.
Las antenas colinejales presentan ángulos de
radiación cada vez más bajos (figura 4) a
medida que se aumenta el número de
elementos en fase. En VHF y frecuencias
superiores, donde la comunicación casi
siempre es por vía directa (sin reflexiones),
este tipo de antenas es muy popular, ya que
tienen un ángulo de radiación muy bajo. En
estas frecuencias cualquier ángulo de
radiación por encima del horizonte supone
energía perdida.
CONSTRUCCION DE UNA ANTENA
VERTICAL
Las antenas verticales se suelen construir
autoportantes, o sea la parte radiante de la
antena se sujeta sólo soportada por la base.
Se construyen normalmente con tubo de
aluminio y como mínimo con dos trozos
telescópicos para permitir ajustar su longitud
total (figura 5).
Figura 5. Montaje de una antena vertical
En la base se suele colocar una pieza de
material aislante (nylon o teflón) que aísla al
mástil y permite fijarla a otro mástil que será el
que la sujete, bien sea empotrado en el suelo o
levantado convenientemente. A esta pieza se
le añade un anillo metálico que permite
conectar los radiales. La línea de alimentación

15
se conecta entre el mástil de la antena y el
anillo de radiales.
ANTENAS MULTIBANDA
Los dipolos y las antenas verticales que hemos
visto hasta ahora sólo pueden trabajar en la
frecuencia para la que están diseñados. Si nos
alejamos un 2 ó 3 % de la frecuencia de diseño
la antena deja de trabajar correctamente.
Para los radioaficionados que tienen asignadas
9 bandas entre 1 y 30 MHz, o para cualquier
otro uso en el que se precise utilizar varias
frecuencias muy separadas entre sí, este
hecho obliga a tener una antena separada
para cada banda. Dado que tener tantas
antenas supone un problema bastante grave,
se ha intentado diseñar antenas que sirvieran
para varias bandas, a la vez.
La antena multibanda más simple se basa en
la propiedad que tienen algunas antenas de
resonar, como se vio al hablar de los dipolos,
con longitudes múltiples de media longitud de
onda.
Figura 6: Antena multibanda formada por
varias V invertidas montadas en una misma
línea de transmisión
Supongamos un dipolo en la banda de
radioaficionados de 40 metros cortado para el
centro de la banda (7.050 kHz). La longitud de
ese dipolo sería de 20,21 metros, según
fórmula del dipolo. Esa misma longitud
produce resonancia a 3/2 longitudes de onda
en 21.300 kHz, que también está en una
banda de radioaficionados. Por tanto puede
verse que un dipolo cortado para una
frecuencia determinada también funciona en
una frecuencia tres veces más alta.
Desgraciadamente este fenómeno sólo es
utilizable por los radioaficionados en el ejemplo
que hemos mencionado entre las bandas de
3,5 y 10,1 M Hz, si bien concordancia no es
tan exacta.
Evidentemente la antena también resuena en
armónicas pares, pero, en este caso la
impedancia es muy alta y por tanto no se
adapta a la línea de transmisión.
Desgraciadamente para los radioaficionados
que tienen asignadas excepto en los casos
arriba mencionados anteriormente, son
múltiples pares unos de otras: 1,8, 3,5, 7, etc.,
o, como en el caso de las nuevas bandas
asignadas desde 1979, no guardan ninguna
relación armónica con las otras.
Otro sistema que permite obtener una antena
multibanda consiste en construir tantos dipolos
como sea necesario y conectarlos todos a la
vez a la misma línea de transmisión (figura 6).
El sistema funciona relativamente bien, ya que
es imposible evitar una cierta interacción entre
todos los dipolos y puede resultar un tanto
difícil de ajustar. Se recomienda que las puntas
de los dipolos estén al menos a 1 metro de
distancia de cualquier otro.
Figura 7. Antena multibanda formada por
varias V invertidas montadas en una
misma línea de transmisión
El montaje también puede aplicarse a las
antenas en V invertida. En este caso, y si el
espacio lo permite, es mejor montar cada V
invertida en una dirección distinta. De esta

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forma la interacción entre ellas se reduce y son
más fáciles de ajustar.
ANTENAS CON TRAMPAS
Otra solución consiste en conectar y
desconectar trozos de hilo para que la antena
tenga las medidas adecuadas en cada banda.
Esto puede conseguirse colocando circuitos
resonantes paralelo en la antena. El circuito
resonante paralelo es una "trampa" para su
propia frecuencia de resonancia, puesto que
constituye un obstáculo que la corriente de
radiofrecuencia no puede superar. Si la
frecuencia es distinta de la de resonancia, las
corrientes de radiofrecuencia no encuentran la
"trampa" (no hay resonancia) y seguirán por el
hilo.
Figura 8. Antena multibanda con trampas
Si en la figura 8 cortamos L1 y L2 para que
resuenen a las frecuencias f1 y a f2 y hacemos
que los circuitos resonantes resuenen en f1, la
antena podrá funcionar en fl y en f2. O sea, la
trampa resonante conecta o desconecta el
tramo de antena que se encuentre más allá de
ella.
Es evidente que podemos colocar varias
trampas de este tipo en una sola antena, con
lo cual se podrá trabajar en varias bandas
(figura 9).
Figura 9. Antena multibanda con varias
trampas
Este sistema puede ser empleado también con
las verticales de 1/4 de onda.
LA ANTENA DE HILO LARGO
Este tipo de antena es de las más simples que
pueden ser construidas por un radioaficionado.
Consiste en un hilo conductor cuyo extremo
próximo se conecta a la emisora y el otro
queda libre.
Este tipo de antena tiene tres condicionantes:
1. Su longitud debe ser al menos de 1/4 de
longitud de onda a la frecuencia más
baja a emplear.

17
2. Debe emplearse con un acopiador, ya
que su impedancia es desconocida.
3. Si para alguna frecuencia su longitud es
de 1/4 de longitud de onda o cualquier
múltiplo impar, es necesario que la
estación tenga una buena toma de tierra.
Como vemos, se trata de una antena muy
simple que puede instalarse en cualquier sitio y
que no tiene línea de transmisión. Sin
embargo, presenta la desventaja de que hay
que añadirle un acoplador y, al no existir línea
de transmisión, la parte de la antena que se
encuentra dentro del edificio puede ser un
problema. Para los que viven en casas de
campo o en los áticos de las ciudades, puede
ser una antena ideal por su sencillez y facilidad
de montaje.
Figura 10. Acoplador para obtener
resonancia en la antena de hilo largo
Para conseguir la condición de resonancia se
emplea un acoplador a base de bobina y
condensador, como el de la figura 10. El ardid
consiste en hacer un circuito resonante del que
la antena forma parte y una vez obtenida la
resonancia, adaptar la impedancia a la del
transmisor.
Si la antena tiene una longitud de 1/4 λ ya es
resonante, pero presenta muy baja
impedancia, lo que obliga a tener una buena
conexión a tierra para que no existan pérdidas.
Si es posible conviene evitar esas longitudes.
Si queremos que una antena de este tipo
funcione en las bandas de aficionado de 80,
40, 20, 15 y 10 metros, la longitud mínima será
de 20 metros (1 /4 λ en 80 m), aunque es
mejor una longitud algo mayor (25 metros por
ejemplo) para evitar que en 80 m tengamos 1/4
de longitud de onda exacta.
También hay que tener en cuenta que para las
frecuencias más altas, donde su longitud
eléctrica es de varias longitudes de onda, la
antena presenta directividad como los dipolos
largos, o sea que hay que elegir, si es posible,
la dirección del hilo.
ANTENAS CORTAS
En algunos casos resulta imposible instalar
antenas cuya longitud sea la necesaria para
obtener la condición de resonancia. Por
ejemplo, un dipolo para la banda de 80 metros
tiene unos 40 metros de largo, longitud que
muchos edificios de viviendas no tienen. Otro
caso sería el de las antenas verticales
colocadas en automóviles, cuya longitud debe
ser de 2 metros como máximo (longitud que es
demasiado grande en algunos casos).
Colocando en la antena bobinas,
condensadores o ambos a la vez, puede
aumentarse la longitud eléctrica de la antena, o
sea reducir su longitud física.
Cuando se emplea este tipo de antenas,
siempre hay que tener en cuenta los siguientes
puntos:
a) El rendimiento de cualquier antena
acortada será siempre inferior al de una
sin acortar.

18
b) La existencia de bobinas y
condensadores limita la potencia que
podemos emplear. Además, este tipo de
componentes siempre introducen
algunas pérdidas.
c) Su ancho de banda se reduce
drásticamente. Si un dipolo completo se
puede utilizar un 2 ó 3 % a cada lado de
la frecuencia de diseño sin que la ROE
en la línea sea un problema, un dipolo
acortado sólo podrá utilizarse un 1 % o
menos a cada lado de la frecuencia de
diseño. El grado de "estrechamiento" de
banda depende de la relación entre la
longitud real y lo que se haya acortado.
Cuanto más corta sea una antena
respecto a su longitud real más estrecho
será el ancho de banda.
Figura 11. Acoplamiento de dipolos por
medio de bobinas
El método más empleado para acortar antenas
es el de colocar bobinas. Si en un elemento
radiante conectamos una bobina (figura 11), se
acorta la longitud total como mínimo en la
longitud de hilo que se emplea en la bobina. Si
la bobina se encuentra en la punta de la
antena, acortaremos la antena casi
exactamente en la longitud del hilo que se
enrolle en la bobina. Si la bobina la
desplazamos hacia el punto de alimentación, el
efecto aumenta (en el punto de alimentación la
intensidad es máxima) y la antena se acortará
mucho más que el hilo empleado en la bobina.
Sin embargo, la radiación de una antena es
máxima en el punto de máxima intensidad, por
lo tanto cuanto más hacia el punto de
alimentación se conecte la bobina, menor será
la radiación total. Una buena solución consiste
en conectar la bobina en un punto intermedio,
con lo que se tendrá una buena solución de
compromiso.
Figura 12. Antena helicoidal
Otra solución, muy empleada en las antenas
verticales para automóviles, consiste en
enrollar todo el hilo de la antena en forma
helicoidal de paso variable (figura 12).
Con este sistema se consigue una bobina a lo
largo de toda la antena, pero con influencia
menor en el punto dé alimentación y mayor a
medida que nos acercamos al extremo.
En todos los casos, siempre se deja en la
punta de la antena algún sistema que permita
variar su longitud total con el fin de ajustarla
exactamente a la frecuencia deseada.

19
CUESTIONARIO WORK PAPER No. 6
1. Cual es la razón para que una antena
vertical no se pueda poner una encima
de otra para aumentar su ganancia.
2. Una antena espiral que tenga que cubrir
un ancho de banda de 1:10, con
frecuencia inferior de 2 GHz y superior
de 20 GHz, tendrá un factor de
expansión dependiente del número de
vueltas que queramos incluir en el
espiral.
3. Cuales son los tipos de antenas
estudiados y para que frecuencias.
4. Si en una antena de onda progresiva de
hilo largo (Beverage) se aumente la
longitud de hilo:
a) La impedancia de entrada aumenta.
b) La impedancia de entrada
disminuye.
c) La dirección del máximo se
aproxima a la horizontal.
d) La dirección del máximo se
aproxima a la vertical.
5. Un hilo recto de longitud 10 λ soporta una
onda progresiva. ¿Cual de las siguientes
afirmaciones es incorrecta?
a) Radia polarización lineal.
b) Posee un nulo en la dirección del
hilo.
c) El máximo de radiación se sitúa en
el plano perpendicular al hilo.
d) La directividad es mayor que la del
mismo hilo con una distribución
sinusoidal de corrientes.

20
UNIDAD O TEMA: ARREGLO DE ANTENAS.
TITULO: Arreglo Yagi.
FECHA DE ENTREGA: Semana 16 .
PERIODO DE EVALUACIÓN: Tercera etapa.
OBJETIVO
Construir una antena Yagi para la recepción de
TV, que permita al estudiante familiarizarse
con los componentes necesarios usuales en la
construcción de antenas lineales, como son los
conectores, las herramientas y algunos
conceptos técnicos.
MARCO TEÓRICO
Antena Yagi
La antena Yagi es la más utilizada en
recepción de TV. Está formada por un dipolo
(elemento activo) y varios elementos pasivos.
Su estructura básica se muestra en la Figura 1.
Figura 1. Antena Yagi de 8
elementos.
En la antena Yagi, el elemento excitado es un
dipolo que tiene una longitud de
reflector tiene una longitud un poco mayor (en
un 5%), y los directores son ligeramente más
cortos (en un 5%). La separación entre los
depende del fabricante. De hecho, cada
fabricante tiene sus propios tipos en los que
los directores y reflectores tienen una longitud
y una separación determinada para conseguir
la máxima ganancia y directividad.
Cuantos más elementos tengan estas antenas,
mayor es la ganancia y la directividad, aunque
a partir de un número de elementos
prácticamente no aumentan. El patrón de
radiación para una antena Yagi ordinaria con 8
elementos, se muestra en la Figura 2.
Figura 2. Patrón de radiación de una
antena
Yagi de 8 elementos.
La antena Yagi es una de banda relativamente
estrecha. Cuando se optimiza para ganancia,
su ancho de banda utilizable es sólo cerca de
WORK PAPER # 4

21
2% de la frecuencia de operación. Al variar la
longitud de los directores se obtiene un ancho
de banda más amplio, haciéndolos más cortos
conforme se incrementa su distancia a partir
del elemento excitado. Esto es necesario, por
ejemplo, cuando la antena Yagi se utiliza para
recepción de televisión. De hecho, es común
construir dos o tres Yagi en un soporte llamado
brazo, con elementos intercalados, para las
bandas de televisión de VHF, VHF alta o UHF,
o ambas (vea la Figura 3). Por lo común se
utiliza un dipolo doblado para el elemento
excitado en una antena de TV porque su
ancho de banda es más amplio que el de un
dipolo ordinario.
Figura 3. Yagi apiladas.
DESARROLLO
Construcción.
1.- Construya la antena Yagi mostrada en la
Figura 1.
2.- Monte una o más antenas Yagi en un
soporte extensible, según se muestra en la
Figura 3.
Pruebas de funcionamiento.
1.- Conecte la antena Yagi en un receptor de
TV y sintonice el o los canales de su
preferencia y para los que ha sido proyectada.
Registre los canales sintonizados.
2.- Conecte el arreglo de la antena Yagi en un
receptor de TV y sintonice el o los canales de
su preferencia. Registre los canales
sintonizados.
CONCLUSIONES
Organice los resultados obtenidos para
presentarlos en un informe.
BASES PARA CALIFICAR EL TRABAJO
50 puntos: contenido mínimo.
Si se construyen las antenas según las
especificaciones teóricas.
30 puntos: funcionamiento del receptor de
TV.
Si además del montaje, se demuestra el
funcionamiento del receptor de TV. Se valorará
la recepción de más de un canal.
10 puntos: presentación en documento.
Se calificará el orden, coherencia y síntesis del
documento escrito. Se valorarán los análisis y
comentarios sobre el tema.
10 puntos: exposición del trabajo.
Se calificará la creatividad en la presentación,
calidad de la información y la claridad de la
exposición. Se valorarán los análisis y
comentarios individuales.

22
UNIDAD O TEMA: ARREGLO DE ANTENAS.
TITULO: Arreglo Log-periódica.
PERIODO DE EVALUACIÓN: Tercera etapa.
OBJETIVO
Construir una antena log-periódica para la
recepción de TV, que permita al estudiante
familiarizarse con los componentes necesarios
usuales en la construcción de antenas lineales,
como son los conectores, las herramientas y
algunos conceptos técnicos.
MARCO TEÓRICO
Antena log-periódica.
Aunque las antenas log-periódicas toman
muchas formas, quizá la más simple y más
común es el arreglo dipolar, ilustrado en la
Figura 1, formado por una serie de dipolos
activos, cada uno sintonizado a una frecuencia
distinta, por tanto, es una antena de banda
ancha o multibanda. Es probablemente la
antena más común para la recepción de
televisión; se utiliza en las instalaciones donde
el nivel de señal es bueno, ya que su ganancia
es de unos 8 a 11 dB.
Figura 1. Arreglo bipolar log-
periódico.
Es una antena de elementos múltiples,
alimentados todos en oposición de fase por
una línea cruzada. Debe su nombre a que sus
elementos tienen longitudes que aumentan en
progresión geométrica, y por ello esta antena
puede funcionar en una extensa gama de
frecuencias. Si uno de los elementos entra en
resonancia a una cierta frecuencia, los que le
preceden hacen el oficio de directores, y los
que le siguen hacen el oficio de reflectrores.
Generalmente, la ganancia es razonable, cerca
de 8 dBi, pero no tan buena como la de una
Yagi con el mismo número de elementos.
El diseño de una antena log-periódica se basa
en varias ecuaciones. Se elige un parámetro
cuyo valor está entre 0.7 y 0.9. El valor
es la relación entre las longitudes (L) y la
WORK PAPER # 5

23
separación (D) entre elementos adyacentes a
menos 30º. Existen programas de
computadora para automatizar el
procedimiento de diseño.
.
(1)
DESARROLLO
1.- Construya la antena log-periódica mostrada
en la Figura 1. Las dimensiones de los
elementos se calcularán con las ecuaciones
(1).
2.- Conecte la antena log-periódica en un
receptor de TV y sintonice el o los canales de
su preferencia. Registre los canales
sintonizados.
CONCLUSIONES
Organice los resultados obtenidos para
presentarlos en un informe.
BASES PARA CALIFICAR EL TRABAJO
50 puntos: contenido mínimo.
Si se construye la antena según las
especificaciones teóricas.
30 puntos: funcionamiento del receptor de
TV.
Si además del montaje, se demuestra el
funcionamiento del receptor de TV. Se valorará
la recepción de más de un canal.
10 puntos: presentación en documento.
Se calificará el orden, coherencia y síntesis del
documento escrito. Se valorarán los análisis y
comentarios sobre el tema.
10 puntos: exposición del trabajo.
Se calificará la creatividad en la presentación,
calidad de la información y la claridad de la
exposición. Se valorarán los análisis y
comentarios individuales.

24
UNIDAD O TEMA: LINEAS DE TRANSMISIÓN.
TITULO: Parámetros de las líneas de transmisión.
Una línea de transmisión se puede definir
como un dispositivo para transmitir o guiar
energía de un punto a otro. Dentro de las
líneas de transmisión existen líneas
balanceadas y desbalanceadas, las
balanceadas son de los tipos de conductores
paralelos y las desbalanceadas con
conductores concéntricos.
Basado en las afirmaciones anteriores, se
deben formar equipos de cuatro estudiantes,
investigar y discutir los siguientes aspectos:
¿Cuáles son los parámetros para que sean
líneas balanceadas o desbalanceadas?.
¿Por que una línea de mayor impedancia
tiene menor perdida de cobre que una línea
de menor impedancia, manteniendo igual las
demás características?
Una línea de transmisión abierta puede
comportarse como un resistor, un inductor, o
un capacitor, dependiendo de su longitud
eléctrica y si sabemos que la carga es
resistiva y máxima. ¿como se comporta a un
cuarto de λ y a media λ.?
La potencia se transfiere a una carga, en
forma más eficiente, cuando no hay ondas
reflejadas, es decir, cuando la impedancia
característica de la línea es igual a la
impedancia de carga (se dice que la línea y la
carga están acopladas), si esto no sucediera
¿Como se podría transferir máxima potencia
a la carga?
CONCLUSIONES (deberán sintetizar la opinión del grupo):
COMENTARIOS (deberán sintetizar la opinión del grupo):
GRUPO (máximo cinco integrantes):
AP. PATERNO AP. MATERNO NOMBRES FIRMA
DIF`S # 1

25
UNIDAD O TEMA: LINEAS DE TRANSMISIÓN.
TITULO: Carta de Smith.
PERIODO DE EVALUACIÓN: Segunda etapa.
La carta de Smith es una ingeniosa técnica
gráfica que virtualmente evita todas estas
tediosas operaciones con números complejos.
Sabemos que un grafico nos ayuda a calcular
las impedancias y admitancias complejas
cuando varían a lo largo de la línea.
¿Que tipo de curvas son las que conforman el
grafico y en base a que parámetro están
diseñadas? Conocemos que al girar 360° en la
carta de Smith representa en longitudes de
onda, media longitud de onda; si nos movemos
en el sentido horario, vamos de la carga al
generador y en sentido contrario, nos
desplazamos del generador hacia la carga.
¿Para que nos sirve movernos en estas
direcciones?
Con la carta de Smith podemos realizar todos
las operaciones que podrimos realizar con un
calculo matemático, será posible hacer los
cálculos de la adaptación de una línea con la
carga a través de un transformador de cuarto
longitud de onda, adaptación con un stub o
doble stub. ¿A qué nos referimos cuando
hablamos de adaptación de impedancias con
elementos T y π?
CONCLUSIONES (deberán sintetizar la opinión del grupo):
DIF`S # 2

26
UNIDAD O TEMA: ANTENAS LINEALES.
TITULO: El dipolo elemental.
El dipolo es la antena más elemental y a partir
de ella se han desarrollado todo un conjunto
de antenas. En un dipolo elemental los campos
y parámetros de radiación de un elemento de
corriente de longitud L, mucho menor que λ,
tiene una gran importancia dentro del estudio
de antenas
¿Que relación existe entre la antena de
Marconi y la antena de Hertz? Un radiador
isotrópico ideal irradia potencia eléctrica por
igual en todas direcciones, se dice también
que es una fuente puntual, ¿Que relación
encuentra con la ganancia de la antena,
cuando esta expresada en dBi?
La polarización de una antena sólo se refiere a
la orientación del campo eléctrico radiado
desde la misma antena. Investigar cuantas
formas de polarización de una antena existe y
para que tipos de antenas se aplica cada una
de ellas.
¿Como podemos explicar los efectos de la
tierra en las antenas?
¿Para que se utiliza la técnica llamada carga
de la antena? ¿En qué consiste esta técnica y
que variaciones existen?
CONCLUSIONES (deberán sintetizar la opinión del grupo)
DIF`S # 3

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