Este elemento de corriente o dipolo elemental tiene importancia por sí mismo, ya que un gran número de antenas en baja frecuencia poseen estas características y además, por superposición de elementos de corriente, pueden ser analizadas distribuciones de mayor longitud y no uniformes. El diagrama de radiación de campo es similar en apariencia al de potencia, pero la función representada sería en este caso senq.
En la siguiente figura están representadas las líneas de campo eléctrico originadas por el dipolo. Estas líneas de campo sólo existen en la vecindad de la antena y si nos alejamos pasaremos de estas líneas de campo de tipo estático a las originadas por los campos de radiación; en este caso, y dado que son campos variables, las líneas de campo eléctrico podrán cerrarse sobre sí mismas sin necesidad de un soporte de cargas, ya que se mantienen al existir un campo magnético variable.
Una antena muy usada en receptores de radiodifusión es un solenoide cargado con un núcleo de ferrita, que actúa como material de alta permeabilidad.
Al introducir un material magnético en el interior de una espira se produce un aumento de la intensidad del campo magnético y de flujo a través de ésta y por la ley de Faraday tenemos un correspondiente aumento de la fuerza electromotriz inducida en la espira, que es realmente la tensión que medimos en los bornes de la carga que pongamos en la espira
V= -j w mo me HA
donde A es el área de la espira, H la amplitud del campo magnético de la onda incidente y me la permeabilidad efectiva de la ferrita. Ésta última es un valor que depende de la permeabilidad intrínseca del material aislado, µf , y de su geometría.
Ref: Antenas. Angel Cardana, Alfaomega, Edición 2000. Páginas 107-116
Modern Antennas. S. Drabowitch, Edición 1998. Páginas 52-55
El modelo de antena más sencillo es el denominado de antena cilíndrica, que consiste en un hilo fino recto conductor, de dimensión 2H y radio a (a<< l ) alimentado con un generador en su centro. Experimentalmente se ha visto que la distribución de corriente en este tipo de antenas es aproximadamente sinusoidal, con un cero de corriente en los extremos.
Ref: Antenas. Angel Cardama, Alfaomega, Edición 2000. Páginas 119-123
La presencia de algún obstáculo, especialmente si éste se halla cerca de la antena, puede alterar el diagrama de radiación de la misma. En la práctica, el caso más habitual es la presencia de la misma tierra. La energía radiada por la antena en dirección a ella será reflejada en mayor o menor grado y dependerá de las características físicas de ésta, en especial de la conductividad.
Como se ha visto se puede sustituir un plano conductor perfecto por unas corrientes equivalentes. Este efecto se aprovecha en las denominadas Antenas Monopolo. Éstas se usan sobre todo a bajas frecuencias, donde es difícil construir dipolos debido a su gran tamaño. Son antenas de hilo situadas verticalmente sobre la tierra y conectadas en su base a un generador, que tiene el otro terminal conectado a tierra.
El efecto sobre la antena es básicamente, aparte de una disminución de la eficiencia de la antena, una elevación del lóbulo en el diagrama de radiación de la antena. A medida que la conductividad disminuye, el diagrama disminuye en la dirección rasante. El efecto se da en polarización vertical. En polarización horizontal el efecto es menos notable.
Muchas veces se emplean antenas monopolo en las que el plano de masa no es la tierra sino un conductor o una malla de hilos metálicos, como ocurre por ejemplo en las antenas instaladas sobre vehículos. En estos casos el plano conductor se puede suponer de conductividad muy elevada, pero su tamaño no es infinito, aunque nos acercaremos a esta situación cuanto más grande sea el plano en función de l . Los efectos más notables son una variación en la resistencia de radiación de la antena, que es pequeña para tamaños de plano de masa medianamente grandes (1-2) y sobre todo una variación en el diagrama. El efecto más destacable es que la antena radia por debajo del plano de masa, cosa que no ocurría cuando éste era infinito.
Una solución usada en antenas muy cortas, como por ejemplo los monopolos utilizados en radiodifusión a bajas frecuencias, es cargarlas capacitivamente. Esto se realiza mediante un disco o sombrilla de conductores que se pone en el extremo de la antena y donde se puede acumular carga. Ello hace que la distribución de corriente en la antena no se anule en el extremo y aparezca, vista desde la entrada, como la distribución de una antena más larga.
Otro sistema de carga consiste en colocar una bobina, no en un extremo de entrada de la antena, sino en medio de la misma. El efecto es también el de modificar la distribución de corriente simulando una antena más larga.
Ref: Antenas. Angel Cardama, Alfaomega, Edición 2000. Páginas 130-133
En general, entre la antena y el generador o entre la antena y el receptor existe una línea de transmisión, y estos elementos no siempre estarán adaptados entre sí. Es por ello que para obtener el máximo rendimiento y ancho de banda de la antena se deberán disponer de dispositivos adicionales para conseguir esa adaptación, realizar algún tipo de modificación o emplear una técnica especial en la antena. A continuación se describen algunas técnicas de adaptación.
Una forma de variar la impedancia de entrada de un dipolo es alimentándolo con un generador en paralelo, conectando una línea de transmisión a una antena con sus terminales cortocircuitados.
En la tabla siguiente se puede ver un resumen de los diferentes parámetros para diferentes longitudes de dipolos. En ella se representan las distribuciones de corrientes y los diagramas de radiación en plano E ( en plano H tienen simetría de revolución por la simetría de la antena) para diversas longitudes del brazo de la antena H.
Ref: Antenas. Angel Cardama, Alfaomega, Edición 2000. Páginas 107-147
Modern Antennas. S. Drabowitch, Edición 1998. Páginas 71-83
