Antenas para radiodifusión

Los sistemas de radiodifusión necesitan abarcar una amplia zona de cobertura, lo que se consigue empleando transmisores de alta potencia junto con unos sistemas radiantes adaptados a ello. En su gran mayoría, los elementos de radiación se componen de diversas antenas básicas que se agrupan en configuraciones en array para conformar un determinado diagrama de radiación, generalmente de tipo omnidireccional, y se colocan en torres de comunicaciones o mástiles elevados para conseguir buena visibilidad y grandes alcances.

A diferencia de los radioenlaces punto a punto, en donde normalmente se emplean reflectores parabólicos en ambos extremos, en este caso los elementos radiantes se  construyen fundamentalmente a partir de antenas de tipo dipolo en diversas configuraciones. Es por ello por lo que resulta habitual expresar la ganancia del conjunto en términos de la ganancia de un dipolo en λ/2.

De este modo, la ganancia de las antenas o elementos radiantes utilizados en sistemas de radiodifusión se expresa en dBd de acuerdo con la siguiente expresión:

G(dBd) = G(dBi) − 2,15 dB,

donde dBi hace referencia a la ganancia real (respecto a la isotrópica), dBd hace referencia a la ganancia respecto al dipolo y 2,15 dB es la ganancia de un dipolo en λ/2.

A continuación presentaremos algunos ejemplos de antenas típicas utilizadas en sistemas de radiodifusión, como pueden ser las emisiones de TDT (televisión digital terrestre) o de radio FM, comentando algunas de sus características fundamentales.

Antenas colineales

 

Se caracterizan por un diagrama de radiación omnidireccional (360º), por lo que constituyen una opción muy adecuada para sistemas de radiodifusión. Son fáciles de montar, tienen bajo coste y ocupan poco espacio, aunque como desventaja poseen baja ganancia (en torno a 3-8 dBd en UHF para longitudes de 1 a 4 metros). Su ancho de banda no es muy grande, pero suelen cubrir fácilmente cuatro canales de TV UHF consecutivos. Las potencias de entrada están limitadas a unos 250 W.

Dipolos en V

 

Poseen polarización circular y son utilizados normalmente para radiodifusión FM (88-108 MHz). Su ancho de banda, no obstante, está limitado a unos 5 MHz. Pueden emplearse con potencias elevadas, por encima de 5 kW. Para configurar el diagrama deseado se suelen colocar en configuraciones en array, donde además pueden instalarse reflectores para mejorar la ganancia en una determinada dirección. Dado que operan a frecuencias bajas, los reflectores pueden construirse mediante rejillas que además reducen la carga del viento.

 

Paneles

 

Se trata de una antena utilizada habitualmente para la radiodifusión de señales de TV, tanto VHF como UHF, colocándose en configuraciones en array. Se caracterizan por tener ganancias superiores a los 10 dBd y su polarización puede ser horizontal o vertical. Admiten potencias elevadas de unos 2,5 kW. Su construcción se basa en un plano metálico sobre el que se disponen diversos dipolos que conforman finalmente el diagrama de radiación deseado. Todo ello se oculta en el interior de un radomo de protección, fabricado en fibra de vidrio, y que es lo que se observa desde el exterior. Su diagrama de radiación no es omnidireccional, aunque colocando varios de ellos en torno a un mástil se puede obtener un diagrama de radiación relativamente omnidireccional (por ejemplo, agrupando cuatro paneles de 90º de ancho de haz).

 

 Dipolos de alta potencia

 

Ya se ha comentado que el dipolo es una antena elemental utilizada en sistemas de radiodifusión, en gran parte gracias a su diagrama de radiación omnidireccional. Normalmente, agrupando varios de éstos en configuraciones en array conseguimos el diagrama de radiación deseado, a la vez que reducimos la potencia de alimentación de cada uno de los dipolos individuales. Para aquellos casos en donde se necesiten potencias más elevadas, la solución pasa por aumentar la sección cruzada o superficie de los elementos conductores, pudiendo alimentarse con potencias de hasta 5 kW. Como antena elemental, su ganancia es de tan solo 0 dBd, pero puede aumentarse teóricamente a 3 o 6 dBd apilando 2 o 4 dipolos, respectivamente, en una configuración en array. Esta antena constituye una opción aconsejable para emisiones de radio digital DAB (Digital Audio Broadcasting). De hecho, empleando elementos sintonizados pueden obtenerse anchos de banda de 50 MHz.

 

Antenas Yagi

 

Aunque utilizadas habitualmente como antenas receptoras, las antenas Yagi son también una opción muy válida para radiodifusión. En tal caso, se escogen con diagramas de radiación de gran ancho de haz y se colocan en configuraciones en array para configurar la zona de cobertura. Sus ganancias son más elevadas, pudiendo llegar a los 15 dBd o superiores, especialmente si se utilizan reflectores. Su ganancia depende fundamentalmente del número de elementos (dipolos). Se emplean habitualmente con polarización vertical u horizontal, aunque también existe la posibilidad de emplear configuraciones de Yagis cruzadas con el fin de conseguir polarización circular, en este último caso con aplicación en emisiones de radio FM.