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7212019 Antena Para La Recepcioacuten
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Antena para la recepcioacuten de televisioacuten en lasbandas III y IV
Joseacute Aacutengel Amador Fundora(1) Constantino Peacuterez Vega(2)
amadorelectricacujaeeducu perezvrunicanes (1) Dpto de Telecomunicaciones CUJAE Calle 114 11901 Marianao La Habana Cuba(2) Dpto de Ingenieriacutea de Comunicaciones UNICAN Ave de los Castros sn Santander Espantildea
Abstract - This solution aims to take advantage of the
behavior of the driven element of a Yagi-Uda beam
antenna not only at its half wavelength resonance
frequency but also at its third harmonic resonance
making possible the use of a single feeder for the
reception of TV signals on the III and IV bands The
usual clover leaf shaped pattern may be modified to
obtain a better pattern in the forward direction and also
a better FB ratio by using another set of parasiticelements interlaced in the same boom A prototype has
been built and already in use with good results for some
four years
I - INTRODUCCION
En la ciudad de la Habana el servicio de radiodifusioacuten detelevisioacuten se realiza en la banda III de VHF y en la banda IVde UHF lo que hace necesario en la mayoriacutea de los casos elempleo de dos antenas receptoras En este trabajo se presenta el disentildeo de una antena receptora capaz de recibirsatisfactoriamente la sentildeal en ambas bandas de disentildeorazonablemente simple y de bajo costo
La solucioacuten que se presenta en este trabajo se basa en elempleo de una antena Yagi-Uda de 3 elementos disentildeada para la banda III Las antenas Yagi-Uda son inherentementede banda estrecha[4] y es necesario de alguna formaensancharlo El ancho de banda mayor que se puede obtenerde una antena Yagi-Uda con resultados aceptables es comomaacuteximo de un 20 de su frecuencia central En la bandaIII de VHF el ancho de la banda es del orden de un 215[2] por lo que se decidioacute optimizar la relacioacuten frente-atraacutes para tratar de cumplir con la recomendacioacuten UIT-R BT-419-
3 [3] con un disentildeo de compromiso para toda la banda IIIintercalando elementos resonantes a la tercera armoacutenica en la banda IV Esta solucioacuten se ha evaluado mediante lasimulacioacuten de la estructura de la antena con el programa deanaacutelisis MMANA[1] en el que se emplea el meacutetodo de losmomentos y se ha utilizado una herramienta de optimizacioacuteniterativa de criterio muacuteltiple incluida en el mismo softwareEn resumen se ha buscado una solucioacuten de compromiso para toda la banda III de 174 a 216 MHz debido a que enLa Habana se requiere recibir los canales 8 10 y 12 en la banda III de VHF y el canal 27 en la banda IV que empleanla norma M de la UIT en el dominio analoacutegico utilizando elestaacutendard NTSC y un ancho de banda por canal de 6 MHz
Esta recomendacioacuten establece que la directividad de unaantena receptora de televisioacuten terrestre debe de cumplir conlas condiciones indicadas en el diagrama de la figura 1
Fig 1 Diagrama de directividad en coordenadas cartesianas estipulado porla Recomendacioacuten BT-419-3
En el caso de este trabajo la novedad es resultado delrequerimiento impuesto de emplear la misma estructura y unuacutenico alimentador tratando de aprovechar el patroacuten de
radiacioacuten del elemento excitado tambieacuten en la terceraarmoacutenica y maximizarlo hacia adelante como en la bandaIII
Resulta obvio que los elementos paraacutesitos de la antenaresonantes en la banda III no lograraacuten lo mismo en la terceraarmoacutenica como se puede ver en patroacuten de radiacioacutenmostrado en la figura 2
Fig2 Patroacuten de radiacioacuten en la banda IV
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II - OPTIMIZACIOacuteN EN LA BANDA IV
Para mejorar la directividad y lograr valores aceptablesde impedancia en el punto de alimentacioacuten se han agregadotres elementos paraacutesitos resonantes en la banda IVentrelazados sobre el mismo soporte aislante de la antenaEsta idea se ilustra en la figura 3
Fig 3 Disposicioacuten de los elementos en la estructura
Despueacutes de realizar una optimizacioacuten de forma iterativamediante el software MMANA del disentildeo combinado losresultados obtenidos son los que se muestran en el patroacuten dedirectividad mostrado en la figura 4
Fig 4 Nuevo patroacuten de radiacioacuten en la banda IV
Con la adicioacuten de los elementos paraacutesitos para la bandaIV el patroacuten de directividad en 520 MHz ha quedado
modificado como se ilustra en la figura 5
Fig 5 Comparacioacuten entre el antiguo y el nuevo patroacuten en la banda IV
Al agregar los elementos paraacutesitos resonantes en la banda IV a la estructura es necesario comprobar su efectoen el comportamiento de la antena en la banda III Eldiagrama de directividad en la banda III ha quedado de laforma ilustrada en la figura 6
Fig 6 Diagrama de radiacioacuten en la banda III
La comparacioacuten de los patrones en 195 MHz se muestraen la figura 7
Fig 7 Comparacioacuten entre el antiguo y el nuevo patroacuten en la banda III
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IV ndash CONCLUSIONESIII - RESULTADOS
Los resultados obtenidos con esta antena se muestran enla figura 8 para los canales de la banda III de VHF y en lafigura 8 para el canal 27 en la banda IV de UHF En larecepcioacuten de televisioacuten es de importancia la calidadsubjetiva de la imagen y como se puede apreciar dicha
calidad es satisfactoria para un observador estaacutendard
Los resultados obtenidos de acuerdo a la calidad de lasimaacutegenes recibidas pueden considerarse como bastantesatisfactorios Esta ha sido una solucioacuten simple y econoacutemicaen que la antena ha sido construida con alambroacuten dealuminio sobre un soporte de conduit plaacutestico
La antena resultante de este trabajo no es una panacea para todos los casos posibles en la praacutectica El centro de lasgrandes urbes es un aacuterea muy compleja con numerosasestructuras altas que crean problemas a causa de los efectosmulticamino generalmente difiacuteciles de resolver de formaapropiada En aacutereas suburbanas los resultados han sidomejores debido a que existen menos reflexiones que denlugar a imaacutegenes con fantasmas
AGRADECIMIENTOS
Este trabajo ha sido financiado por la Agencia Espantildeolade Cooperacioacuten Internacional al Desarrollo (AECID) atraveacutes de la Accioacuten Integrada D772307
R EFERENCIAS
[1] Mori M Schewlew A Gontcharenko I ldquoMMANA-GAL userhelprdquo 2006
Fig 8 Imagen recibida en el canal 10
[2] Jasik HrdquoAntenna Engineering Handbookrdquo Chapter 24 ldquoTVReceiving Antennasrdquo McGraw Hill 1961
[3] Recomendacioacuten UIT-R BT-419-3 2004[4] Johnson RC and Jasik H Antenna Applications Reference Guide
McGraw-Hill Book Co 1987
Fig 9 Imagen recibida en el canal 27
La medicioacuten de la relacioacuten frente-espalda de un prototipo
de esta antena aprovechando las sentildeales de TV emitidas enLa Habana se realizoacute empleando un analizador de espectroRohde amp Schwarz modelo FSH-3 con los siguientesresultados
Cana
l Frec
(MHz) Frente
(dBm)
Espald
a
(dBm)
FB
(dB)
8 18125 -41 -52 1110 19325 -41 -52 1112 20525 -39 -51 1215 47725 -31 -41 10
21 51325 -28 -43 1527 54925 -33 -47 14
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II - OPTIMIZACIOacuteN EN LA BANDA IV
Para mejorar la directividad y lograr valores aceptablesde impedancia en el punto de alimentacioacuten se han agregadotres elementos paraacutesitos resonantes en la banda IVentrelazados sobre el mismo soporte aislante de la antenaEsta idea se ilustra en la figura 3
Fig 3 Disposicioacuten de los elementos en la estructura
Despueacutes de realizar una optimizacioacuten de forma iterativamediante el software MMANA del disentildeo combinado losresultados obtenidos son los que se muestran en el patroacuten dedirectividad mostrado en la figura 4
Fig 4 Nuevo patroacuten de radiacioacuten en la banda IV
Con la adicioacuten de los elementos paraacutesitos para la bandaIV el patroacuten de directividad en 520 MHz ha quedado
modificado como se ilustra en la figura 5
Fig 5 Comparacioacuten entre el antiguo y el nuevo patroacuten en la banda IV
Al agregar los elementos paraacutesitos resonantes en la banda IV a la estructura es necesario comprobar su efectoen el comportamiento de la antena en la banda III Eldiagrama de directividad en la banda III ha quedado de laforma ilustrada en la figura 6
Fig 6 Diagrama de radiacioacuten en la banda III
La comparacioacuten de los patrones en 195 MHz se muestraen la figura 7
Fig 7 Comparacioacuten entre el antiguo y el nuevo patroacuten en la banda III
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IV ndash CONCLUSIONESIII - RESULTADOS
Los resultados obtenidos con esta antena se muestran enla figura 8 para los canales de la banda III de VHF y en lafigura 8 para el canal 27 en la banda IV de UHF En larecepcioacuten de televisioacuten es de importancia la calidadsubjetiva de la imagen y como se puede apreciar dicha
calidad es satisfactoria para un observador estaacutendard
Los resultados obtenidos de acuerdo a la calidad de lasimaacutegenes recibidas pueden considerarse como bastantesatisfactorios Esta ha sido una solucioacuten simple y econoacutemicaen que la antena ha sido construida con alambroacuten dealuminio sobre un soporte de conduit plaacutestico
La antena resultante de este trabajo no es una panacea para todos los casos posibles en la praacutectica El centro de lasgrandes urbes es un aacuterea muy compleja con numerosasestructuras altas que crean problemas a causa de los efectosmulticamino generalmente difiacuteciles de resolver de formaapropiada En aacutereas suburbanas los resultados han sidomejores debido a que existen menos reflexiones que denlugar a imaacutegenes con fantasmas
AGRADECIMIENTOS
Este trabajo ha sido financiado por la Agencia Espantildeolade Cooperacioacuten Internacional al Desarrollo (AECID) atraveacutes de la Accioacuten Integrada D772307
R EFERENCIAS
[1] Mori M Schewlew A Gontcharenko I ldquoMMANA-GAL userhelprdquo 2006
Fig 8 Imagen recibida en el canal 10
[2] Jasik HrdquoAntenna Engineering Handbookrdquo Chapter 24 ldquoTVReceiving Antennasrdquo McGraw Hill 1961
[3] Recomendacioacuten UIT-R BT-419-3 2004[4] Johnson RC and Jasik H Antenna Applications Reference Guide
McGraw-Hill Book Co 1987
Fig 9 Imagen recibida en el canal 27
La medicioacuten de la relacioacuten frente-espalda de un prototipo
de esta antena aprovechando las sentildeales de TV emitidas enLa Habana se realizoacute empleando un analizador de espectroRohde amp Schwarz modelo FSH-3 con los siguientesresultados
Cana
l Frec
(MHz) Frente
(dBm)
Espald
a
(dBm)
FB
(dB)
8 18125 -41 -52 1110 19325 -41 -52 1112 20525 -39 -51 1215 47725 -31 -41 10
21 51325 -28 -43 1527 54925 -33 -47 14
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Los resultados obtenidos con esta antena se muestran enla figura 8 para los canales de la banda III de VHF y en lafigura 8 para el canal 27 en la banda IV de UHF En larecepcioacuten de televisioacuten es de importancia la calidadsubjetiva de la imagen y como se puede apreciar dicha
calidad es satisfactoria para un observador estaacutendard
Los resultados obtenidos de acuerdo a la calidad de lasimaacutegenes recibidas pueden considerarse como bastantesatisfactorios Esta ha sido una solucioacuten simple y econoacutemicaen que la antena ha sido construida con alambroacuten dealuminio sobre un soporte de conduit plaacutestico
La antena resultante de este trabajo no es una panacea para todos los casos posibles en la praacutectica El centro de lasgrandes urbes es un aacuterea muy compleja con numerosasestructuras altas que crean problemas a causa de los efectosmulticamino generalmente difiacuteciles de resolver de formaapropiada En aacutereas suburbanas los resultados han sidomejores debido a que existen menos reflexiones que denlugar a imaacutegenes con fantasmas
AGRADECIMIENTOS
Este trabajo ha sido financiado por la Agencia Espantildeolade Cooperacioacuten Internacional al Desarrollo (AECID) atraveacutes de la Accioacuten Integrada D772307
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[1] Mori M Schewlew A Gontcharenko I ldquoMMANA-GAL userhelprdquo 2006
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[2] Jasik HrdquoAntenna Engineering Handbookrdquo Chapter 24 ldquoTVReceiving Antennasrdquo McGraw Hill 1961
[3] Recomendacioacuten UIT-R BT-419-3 2004[4] Johnson RC and Jasik H Antenna Applications Reference Guide
McGraw-Hill Book Co 1987
Fig 9 Imagen recibida en el canal 27
La medicioacuten de la relacioacuten frente-espalda de un prototipo
de esta antena aprovechando las sentildeales de TV emitidas enLa Habana se realizoacute empleando un analizador de espectroRohde amp Schwarz modelo FSH-3 con los siguientesresultados
Cana
l Frec
(MHz) Frente
(dBm)
Espald
a
(dBm)
FB
(dB)
8 18125 -41 -52 1110 19325 -41 -52 1112 20525 -39 -51 1215 47725 -31 -41 10
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