Monopolo vertical

El monopolo vertical o antena vertical es una antena constituida de un solo brazo rectilíneo irradiante en posición vertical.

¿Por qué surgen los monopolos?

A 1 MHz de frecuencia central, la longitud de onda es de 300m, por lo que un dipolo en λ/2 deberá medir 150m. Esto es bastante complicado de conseguir. Y por si fuera poco, nos encontramos con otro problema, el suelo.

Para solucionar esto, es decir, utilizar antenas más pequeñas, se utilizan los monopolos.Siguiendo con el ejemplo anterior, si colocamos el dipolo de 150m en el suelo, este se comportará como una antena de 300m en el espacio libre.

Plano de masa (Ground Plane)

Se considera que el monopolo no es una antena completa, y que necesita ser completada por un plano de masa para poder funcionar correctamente. Realmente la antena funciona correctamente sin este plano de masa, pero la eficiencia es mucho menor.

Ese plano de masa puede ser natural (por ejemplo, una superficie de agua salada), o bien artificial (una serie de conductores que se unen en la base del monopolo). Lo que se hace normalmente es crear un plano metálico ficticio, enterrando conductores por debajo de la antena, lo que hace subir la conductividad, y con ello decrecen las pérdidas (aumenta la eficiencia).

Algunas personas aseguran poder hacer funcionar el monopolo supuestamente sin plano de masa. En realidad, en ausencia del plano de masa éste es reemplazado por todo objeto circundante, incluyendo la tierra. Eso hace que si los objetos circundantes son malos conductores, habrá grandes pérdidas y la antena no será eficiente.

Comparación con el dipolo

Tenemos la misma configuración que con un dipolo largo, pero radiando sólo en la mitad del espacio, por lo que la potencia que radia el monopolo es la mitad que la radiada por el dipolo largo.

    Prad mono = Prad dipolo/2

Consecuentemente, la resistencia de radiación del monopolo es la mitad del dipolo largo.

    Rrad mono = Rrad dipolo / 2

Y la directividad será el doble.

    Dmono = 2 * Ddipolo

Alimentación

El monopolo se alimenta en la base. La alimentación es asimétrica y habitualmente se alimenta con cable coaxial.

Polarización

La antena vertical emite en polarización vertical, o sea, el campo eléctrico es perpendicular al plano del suelo.

Usos tecnológicos del monopolo vertical

• El uso en VHF es principalmente para las aplicaciones de radio móvil en vehículos. En ellas, el cuerpo metálico del vehículo sirve de plano de masa.
• A causa de la popularidad de la VHF móvil en la banda de 2m, la antena más común es el monopolo vertical. Eso explica a su vez que en la banda de 2m la polarización en la clase de emisión F3E (Frecuencia Modulada o FM) sea la polarización vertical.
  • El vehículo utiliza las cuatro llantas como condensador para conducir la HF de regreso a la antena.
• El monopolo vertical es muy usado en las expediciones de radioaficionados, sobre todo desde islas o costas. El diagrama de emisión del monopolo vertical muestra emisiones sumamente rasantes, lo que garantiza que la energía esté concentrada a pocos grados por encima del horizonte, favoreciendo así el alcance máximo por reflexión en la ionosfera; las extensiones de agua salada son espejos ideales para las ondas HF, que les sirven de plano de masa.

Enlaces externos

• Páginas técnicas del ARRL (en inglés). Algunas páginas sólo son accesibles a los socios