¿Qué es una antena de RF?

Explicar la necesidad del uso de una antena de radiofrecuencia requiere representar algunas situaciones de la vida real. Podemos vivir una vida feliz quedándonos solos en nuestra propia casa, pero a veces uno necesita comunicarse con personas que no están en nuestra vecindad y a una gran distancia. Lo que podríamos hacer es mirar por una ventana y comenzar a vibrar nuestra laringe y esto crearía un sonido que incluso podría dar la vuelta a las esquinas para que otras personas lo escuchen a distancia. Para enviar mensajes con sonido, uno necesita hacer vibrar las moléculas de aire a nuestro alrededor y el sonido viajará largas distancias a través del aire a su propio ritmo.

Cuando caminamos en terrenos sólidos y llegamos a un tramo de agua y enfrentamos largos tramos de agua, no sería posible cruzar, por lo que sería posible sumergir un palo en el agua y hacer que la superficie del lago vibre. para que las olas en la superficie viajen sobre el largo tramo de agua hacia el otro lado a cierta velocidad, donde alguien del otro lado podría descifrarlo como un mensaje enviado por un compañero humano.

Durante los últimos cien años, se inventaron muchos dispositivos que se dedicaron a entretener a nuestros hogares, como amplificadores de micrófonos, fonógrafos, altavoces y hubo llamadas de larga distancia a través de cables de cobre incluso debajo de los océanos, pero siempre estaba físicamente conectado con cables de cobre. Llegó un momento en que la consideración de transmitir mensajes por el aire se consideraba como una propuesta atractiva. Los osciladores se habían inventado durante mucho tiempo para modular y separar mensajes a través de líneas de transmisión, y tal vez la era musical sugirió que se podrían usar palos largos para proyectar el sonido en el aire. Jugar con un balde lleno de agua parado sobre un palo largo y vibrarlo transversalmente de un lado a otro, o incluso rotarlo a una frecuencia más alta, habría indicado claramente que existía la posibilidad de irradiar agua en el aire al hacerla vibrar, en sentido transversal. o una manera rotacional donde la aceleración estuvo involucrada. Esta acción oscilatoria debe haber acentuado el comportamiento del condensador y el inductor como las dos prima donnas útiles en la vibración de campos eléctricos y magnéticos, y se demostró que las vibraciones de alta frecuencia en realidad abandonarían la fuente que las estaba produciendo, en lugar del comportamiento de baja frecuencia. en dispositivos como motores y transformadores de potencia que causarían el crecimiento y el colapso de los campos cercanos, pero nunca se irradiaron para abandonar la fuente de vibración de CA

La necesidad de altas aceleraciones que parecen ser compatibles con las vibraciones mecánicas fue la respuesta. Dado que el condensador era un dispositivo que usaba un aislante entre dos placas de metal, no era demasiado difícil imaginar que si uno abría un condensador y levantaba una placa por encima de la otra, podría mantener la topología de un condensador y alimentarlo. con vibraciones eléctricas como se usó en cualquier otro circuito convencional donde el condensador funcionaba como una unidad cerrada.

No pasó mucho tiempo antes de que se descubriera que el monopolo o el dipolo no era más que un condensador abierto con las placas en forma de varilla larga, que se podía colocar sobre el suelo, de manera vertical u horizontal. El hecho de que la placa en el condensador era bastante larga, se dedujo que tenían un condensador distribuido entre placas rectas largas o una placa larga con respecto a tierra. El condensador Thar era pequeño, aproximadamente cinco pico Faradios, pero soportaba campos eléctricos de alta frecuencia. El condensador abierto se convirtió en un ganador, ya que lo que antes se ocultaba entre las placas de un condensador ahora se lanzó al aire, todo debido al hecho de que los campos eléctricos y magnéticos Parecía mostrar una característica de inercia que se hizo evidente en el lanzamiento y la proyección de las frecuencias más altas, todo debido a las aceleraciones involucradas en la acción. La corriente de conducción tiene un hermano en forma de un campo eléctrico cambiante para ser utilizado en un aislante, y ambos crearon un campo magnético especialmente la tasa de cambio del campo eléctrico que podría ser soportado por un aislante … el medio de transmisión en cuestión .

El capacitor abierto y el inductor llegaron a tomar varias formas abiertas para poder lanzar lo que ocurría anteriormente dentro de un torroid inductivo cerrado y un capacitor cerrado convencional. La imaginación de cómo se podría abrir un inductor y un condensador para lanzar y recibir señales explotó la imaginación de los ingenieros desde el cambio del siglo pasado hasta el día de hoy.

Toda la transmisión tenía que considerarse como una proyección de energía electromagnética desde un punto en un circuito a otro y, por lo tanto, la coincidencia de la antena de la fuente de transmisión con el espacio alrededor implicaba que la antena fuera un dispositivo compatible entre la salida impedancia de la poderosa fuente vibratoria y la impedancia de entrada del universo que es básicamente 377 ohmios. Fueron las aceleraciones involucradas en las frecuencias más altas las que hicieron que el condensador abierto fuera un buen lanzador de ondas electromagnéticas, que para viajar largas distancias, los dos bucles que representan el circuito eléctrico y el bucle magnético tuvieron que permanecer juntos acurrucados entre sí, haciendo vibrar todo el tiempo. tiempo, hasta que a cierta distancia llegaron a otro condensador abierto que actúa como antena receptora. Si uno prefiere abrir inductores en lugar de abrir condensadores, entonces podría usar antenas de bucle donde el bucle produce el magnético mientras que la antena de látigo produce el campo eléctrico, que a su vez produce su campo de contraparte cuyo matrimonio debe funcionar, de lo contrario los mensajes no podrán excitar las antenas verticales de látigo o los bucles magnéticos en el receptor distante donde la acción no es más que un conductor que es barrido por un campo magnético o eléctrico como en cualquier generador eléctrico, dependiendo de si uno prefiere acentuar un abierto inductor o un condensador abierto para utilizar el campo magnético o el campo eléctrico para excitar la antena receptora, que también podría considerarse como un filtro sintonizado dentro de sí mismo si se desea una alta selectividad de la señal recibida. Pero ese sería otro tipo de proceso después de que la antena cumpla con su deber y contribución.

Dejaremos las matrices de antenas para otro día.

La antena es un dispositivo eléctrico que convierte la radiofrecuencia en corriente alterna. Se utiliza para enviar o recibir ondas electromagnéticas. Las antenas de radio tienen dos funciones plegables. La primera de estas funciones es irradiar la energía de radiofrecuencia generada en el transmisor y alimentada a la antena por una línea de transmisión. En esta capacidad, la antena actúa como un dispositivo de adaptación de impedancia para hacer coincidir la impedancia de la línea de transmisión con la del espacio libre. La otra función de la antena es dirigir la energía hacia las direcciones deseadas y suprimir la radiación en direcciones no deseadas.

Un radiador completamente no direccional u omnidireccional se irradia uniformemente en todas las direcciones y se conoce como radiador isotrópico. Una fuente puntual de sonido es un ejemplo de un radiador isotrópico. El diagrama de radiación de una antena es una representación gráfica de la radiación de la antena en función de la dirección. Si la radiación se expresa como intensidad de campo por metro, el patrón de radiación es un patrón de intensidad de campo. Si la radiación en una dirección dada se expresa en términos de potencia por unidad de ángulo sólido, el patrón resultante es el patrón de potencia. El sistema de coordenadas generalmente utilizado en la especificación del diagrama de radiación de la antena es el sistema de coordenadas esféricas. La antena está bloqueada en o cerca del origen de este sistema y la intensidad de campo se especifica en puntos en la superficie esférica o el radio de la superficie. La forma del diagrama de radiación es independiente del radio de la superficie Si el radio de la superficie se elige suficientemente grande. Cuando esto es cierto, la magnitud de la intensidad del campo en cualquier dirección varía inversamente con el radio de la superficie y, por lo tanto, debe indicarse para un solo valor del radio de la superficie. Por ejemplo, en trabajos de antena de transmisión, es habitual establecer la intensidad del campo en un radio de una milla o un kilómetro. A menudo solo se usa el patrón de radiación relativa. Esto proporciona las intensidades de campo relativas en varias direcciones, generalmente referidas a la unidad en la dirección de máxima radiación.

La antena es un dispositivo eléctrico que convierte la energía eléctrica en ondas de radio y viceversa.

Generalmente se usa con un transmisor o receptor. En la transmisión, el transmisor suministra una corriente eléctrica que oscila a una frecuencia a los terminales de la antena, y la antena irradia esa energía como ondas EM. En recepción, el receptor toma parte de la energía de la onda EM para producir un pequeño voltaje a través de sus terminales que se amplifica y se convierte de nuevo.

La función básica de las antenas transmite / recibe ondas electromagnéticas (que son señales que contienen información). En la mayoría de los casos, la antena receptora y la antena transmisora ​​son recíprocas. Es decir, una antena diseñada para transmitir señal también se puede utilizar como receptor.

Las antenas se pueden clasificar por diferentes criterios. Basado en su frecuencia de trabajo para clasificarlos es un método. Si se basan en la frecuencia de trabajo, pueden clasificarse como ondas mm, microondas, RF, etc.

Es posible que desee saber cómo podemos obtener ondas electromagnéticas. El que se usa comúnmente es cambiar la velocidad del electrón. Cuando se cambia la velocidad de los electrones, habrá ondas electromagnéticas. Entonces, podemos dejar que los electrones golpeen algo como una pared de metal, el extremo del cable o el borde del parche.

¿Cómo funcionan las antenas?

Supongamos que usted es el jefe de una estación de radio y desea transmitir sus programas a todo el mundo. ¿Cómo lo haces?

Utiliza micrófonos para capturar los sonidos de las voces de las personas y convertirlas en energía eléctrica.
Toma esa electricidad y, hablando en términos generales, la hace fluir a lo largo de una antena de metal alta (aumentando su potencia muchas veces para que viaje tan lejos como sea necesario en el mundo).

A medida que los electrones (partículas diminutas dentro de los átomos ) en la corriente eléctrica se mueven hacia adelante y hacia atrás a lo largo de la antena, crean radiación electromagnética invisible en forma de ondas de radio. Estas ondas viajan a la velocidad de la luz, llevando su programa de radio con ellas.

¿Qué sucede cuando enciendo mi radio en mi casa a unas pocas millas de distancia?

Las ondas de radio que envió fluyen a través de la antena de metal y hacen que los electrones se muevan de un lado a otro. Eso genera una corriente eléctrica, una señal de que los componentes electrónicos dentro de mi radio vuelven a ser un sonido que puedo escuchar.
Para más información: http://www.explainthatstuff.com/ …

Cualquier duda … ¡no dudes en preguntarme!

La antena irradiada en el rango de RF se llama antena de RF. El rango de RF es de alrededor de 3 kHz a 300 GHz. Hay muchos tipos de antena.
Incluso un solo cable puede irradiar si hay discontinuidad en él.

Una antena de radiofrecuencia (RF) transmite o recibe señales de radio. Hay antenas en mástiles que transmiten a una antena en su teléfono; Las grandes antenas de TV transmiten al receptor en su televisor, etc. Puede ser cualquier cosa que transmita frecuencias electromagnéticas. Un satélite de televisión es una antena espacial, etc.

Es un transformador.

Realmente lo es.

Es un dispositivo que coincide con la impedancia de salida del transmisor, o más probablemente con la impedancia característica del espacio libre.

Todos los transformadores son dispositivos de adaptación de impedancia. A veces pensamos en ellos así (la entrada de micrófono en un preamplificador, por ejemplo). A veces ignoramos la impedancia y hablamos de un aumento de voltaje. Pero el universo nos ignora. Cuando aumentamos el voltaje, disminuimos la corriente para mantener la misma potencia. La transformación de impedancia es similar a la de voltaje. Solo es [matemáticas] ({{N_1} \ over {N_2}}) ^ 2 [/ matemáticas]

Queremos que toda la potencia se precipite hacia la antena e irradie al espacio, por lo que tenemos que hacer coincidir la alimentación con [math] Z_0 = 377Ohms [/ math]. Si alguno golpea una discontinuidad o falta de coincidencia, una fracción se reflejará de nuevo. Cual es malo.

Entonces, ¿cómo combinamos un coaxial típico de 50 ohmios o un alimentador doble de 122 ohmios a 377 ohmios? ¿Cómo podemos hacer un transformador de adaptación?

Podemos enrollar genuinamente un transformador con espacio de aire a partir de vueltas de cable (y eso funciona) o explotamos las longitudes de onda cortas que tenemos a mano.

Imagine un látigo de un cuarto de onda, una antena Marconi.

Bombeamos cuurent RF en el fondo y configuramos una onda estacionaria de media longitud de onda (el otro cuarto es la reflexión virtual debajo del plano de tierra), la corriente en la parte superior debe ser cero (kirchoff nuevamente). El voltaje en la parte inferior debe ser cero porque está conectado a tierra. Así que terminamos con un voltaje máximo en la parte superior y una corriente máxima en la parte inferior, ambos vibrando como una cuerda de violín. Voltaje 90 grados fuera de fase con corriente? Suena como una onda EM para mí.

• Alto voltaje con baja corriente es alta impedancia. En la cima.
• Bajo voltaje con alta corriente es baja impedancia. En el fondo.

Así que tenemos una gradación larga de baja impedancia a alta impedancia a medida que avanzamos. Unos centímetros más arriba serán 50 ohmios, de modo que es donde pegamos nuestro alimentador coaxial. Aproximadamente 3/4 del camino será de 377 ohmios, y podemos imaginar que las ondas de RF se separan de allí. [1] [2]

¿Dije que es un transformador? Este es un autotransformador.

[1] es bastante más complejo, por supuesto.

[2] todavía necesitas el bit de 377 a infinitos ohmios para mantener la onda estacionaria.

Las ondas de radio viajan por el aire a la velocidad de la luz. Cuando las ondas llegan a la antena del receptor, hacen que los electrones vibren dentro de ella. Esto produce una corriente eléctrica que recrea la señal original. Las antenas de transmisor y receptor a menudo son muy similares en diseño.

En su forma más simple, una antena es un objeto que produce un flujo de corriente cuando los átomos son excitados por los fotones. Sí, las ondas de radio son fotones. Los fotones excitan los átomos dentro de la antena a una frecuencia que es transportada por el fotón.

Diferentes antenas resuenan a diferentes frecuencias.