Actualmente estoy aprendiendo lo básico de la radio y he notado que algunas radios, como las de cristal, tienen una antena monopolo que es esencialmente un cable enterrado en el suelo. Sin embargo, otras radios, como la portátil que está en mi escritorio, no. ¿Necesitan las antenas ser conectadas a tierra?
Respuestas
¿Demasiados anuncios?
Pido disculpas por la larga respuesta; es un tema complicado. He intentado centrarme en los puntos principales. No pretende ser un tratamiento exhaustivo de las antenas.
Tierra y suelo.
Si por "tierra" se entiende una conexión física con la Tierra, la respuesta es claramente no, pues de lo contrario los satélites de comunicaciones o las sondas espaciales no funcionarían. Si por "tierra" se entiende un punto del circuito al que se refieren todos los demás voltajes del mismo (0V), la respuesta es sí.
Las antenas funcionan transmitiendo o recibiendo una onda electromagnética. (Véase Maxwell, Hertz, etc.)
La onda EM: tipos y formas aéreas:
Las ondas EM pueden detectarse a partir de su campo eléctrico o su campo magnético (o ambos). La onda puede también se polariza por lo que las antenas también pueden optimizarse para esta polarización. La "ganancia" de una antena puede aumentarse haciéndola direccional, añadiéndole elementos adicionales o utilizando reflectores con forma. De ahí la gran variedad de formas y tamaños, y los diseños de aspecto estrambótico para optimizar la recepción (o la transmisión) en diferentes longitudes de onda.
El monopolo "simple".
Una antena vertical (la que se utiliza habitualmente con un conjunto de cristales) detecta el campo eléctrico. Este mueve la carga "arriba y abajo" de la antena produciendo una corriente alterna pequeña pero medible. El efecto es mayor cuando las dimensiones físicas de la antena coinciden con la longitud de onda de la onda EM. (ver efectos de resonancia) No es necesario que la antena esté conectada a nada .
Este tipo de antena es omnidireccional.
El acoplamiento de la señal (débil) al receptor requiere la sintonización y la adaptación de la impedancia. Para una antena esto se realiza con el circuito sintonizado LC (Tank). El circuito sintonizado magnificará una banda de frecuencia estrecha seleccionada (véase el factor Q). La bobina de sintonía se puede sintonizar (como en un autotransformador) o se puede utilizar una bobina separada para optimizar la carga de la antena, ya que parte de la energía se transfiere al circuito de "radio". Tomar demasiada energía amortiguaría la respuesta. Mantener un factor Q alto permite separar fácilmente las transmisiones individuales. (Selectividad)
Para maximizar este efecto, la longitud de la antena debe estar relacionada con la longitud de onda de la señal. El suelo (tierra) actúa como una superficie reflectante ( no como conductor de retorno ) y puede duplicar la longitud efectiva de la antena, produciendo una antena dipolo. Este plano de tierra El efecto puede mejorarse utilizando una lámina de metal (buen conductor) o incluso un cable.
El conjunto común de yagi (antena de televisión) demuestra esta idea. La señal se toma de un dipolo plegado. Los demás elementos son dipolos (con polarización horizontal, vertical o ambas). Estos actúan como antenas pasivas y retransmiten la onda entrante con un desplazamiento de fase, de modo que se suman a la intensidad de la señal en la antena receptora principal. El yagi es sensible a la dirección.
Radios portátiles.
La antena de captación en una radio portátil es una bobina envuelta alrededor de una barra de ferrita. (una antena de bucle) y detecta la componente del campo magnético de la onda EM. Este campo magnético cambiante induce una tensión en la bobina. La bobina forma un circuito sintonizado con un condensador variable. Una segunda bobina de "salida" o quizás una "derivación" en la impedancia de la bobina primaria se adapta al circuito amplificador sin cargar el circuito sintonizado, produciendo una antena muy sintonizada.
Las antenas de bucle son muy direccionales, como podrá observar fácilmente al girar la radio portátil en 360 grados.
Observe que un extremo del circuito sintonizado está conectado a la "tierra" o 0V del resto del circuito de la radio. También puede añadir una segunda antena (un trozo de cable o una antena "de látigo"), normalmente conectada por un pequeño condensador al extremo "caliente" de la bobina o quizás una bobina separada en la barra de ferrita. Esto atrae el componente de campo eléctrico de la señal y mejora la recepción.
Peter Bennett
Puntos
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Las radios portátiles solían tener antenas de bucle de ferrita: una bobina enrollada alrededor de un núcleo de ferrita. Estas antenas no necesitan una toma de tierra, pero la bobina es direccional, por lo que es posible que tengas que orientar la radio en una determinada dirección para recibir una buena señal.
Las antenas Yagi (de haz) tampoco necesitan tierra, pero las antenas simples de hilo largo (como las de su equipo de cristal) sí requieren una tierra.
Todo depende del diseño de la antena.
