Recepción de antena dipolo para VLF

Así que estoy considerando diferentes formas de antena para detectar de manera más efectiva el componente de campo eléctrico de las ondas VLF de campo lejano. Vi algunos documentos que usaban este método pero no pude encontrar ninguna explicación amplia sobre su diseño eléctrico.

Sé que para una antena transmisora, la impedancia de la antena debe ser puramente resistiva (frecuencia resonante). Sin embargo, no sé si ese es el caso también para una antena dipolo receptora. Si es así, ¿se pueden usar antenas dipolo para la detección de ondas en VLF ya que sería prácticamente imposible construir un dipolo de media onda a frecuencias tan bajas?

Entonces, ¿una antena dipolo receptora también debería tener impedancia resistiva o hay alguna forma de evitar esto?

Algunos receptores VLF pueden utilizar bucles de dipolo alrededor de varillas de ferrita, como en las antiguas radios de transistores, que detectan el campo B en lugar del campo E.

Respuestas (1)

Mantener la impedancia correcta para una antena transmisora ​​es mucho más importante que para una antena receptora. Razón simple 1: evitar que la energía se convierta directamente en calor debido a una falta de coincidencia. Razón simple 2: el reflejo de la potencia de regreso al amplificador de potencia de transmisión que podría causar que los transistores fallen.

Un monopolo de cuarto de onda se puede hacer "corto" y su impedancia se verá tanto capacitiva como resistiva: -

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Entonces, a un cuarto de longitud de onda, la impedancia reactiva (color magenta) es cero y la resistencia a la radiación (azul) es de aproximadamente 37 ohmios. Si acortó la antena a 0,05 longitudes de onda, la resistencia a la radiación es tal vez uno o dos ohmios en serie con una reactancia capacitiva de 1000 ohmios.

Esto hace que sea difícil de manejar como una antena de transmisión, pero aún se puede usar como una antena de recepción. Puede desconectar la capacitancia con una reactancia inductiva de 1000 ohmios, pero obtiene un ancho de banda muy ajustado y esto puede no ser adecuado como antena receptora. Todo depende del ancho de banda que tenga la transmisión que le interese.

Alternativamente, si la transmisión que está tratando de recibir es una onda EM adecuada, puede hacer un receptor de bucle y simplemente seleccionar la parte magnética de la onda EM. Si nos fijamos en los receptores de radio de onda larga, utilizan una varilla de ferrita y una antena de bucle y esto puede ser bastante compacto. Hace una antena transmisora ​​inútil pero una antena receptora muy práctica.

Gracias por su respuesta. Sí, conozco las antenas de cuadro magnético y he diseñado una, pero estoy tratando de obtener el componente de campo eléctrico además del componente de campo magnético que obtendré de la antena de cuadro. También puede ampliar más sobre por qué obtendría un ancho de banda ajustado con una resistencia más pequeña (1-2 ohmios). ¿Cuáles son los factores que limitan el ancho de banda de una antena dipolo receptora?
Con una antena más corta inevitablemente obtienes una reactancia capacitiva y esto puede ser cancelado por una reactancia inductiva pero esto funciona bien sobre un ancho de banda limitado porque estás usando componentes eléctricos para hacer resonar una antena que no es resonante porque es corta. Pero todo depende de la impedancia de entrada que estés alimentando. Si es alta, es posible que la reactancia de límite adicional de 1000 ohmios no tenga un efecto grave.
En cuanto a la bobina receptora, si puede calcular la porción H de la onda EM, entonces la porción E es 120 π más alto porque 120 π es la impedancia del espacio libre. Es decir, no es necesario medir ambos.
El monopolo corto de @Starior Andy puede funcionar muy bien con un búfer de seguidor de fuente FET justo en su base (NO use coaxial). El ruido de impulso es peor que las antenas de bucle magnético. Y su antena monopolar/búfer debe estar afuera, en un espacio despejado.
@glen_geek Gracias, en realidad es una muy buena idea. ¿Puede estimar cuánto ampliaría esa solución el ancho de banda del receptor si la frecuencia a la que quiero operar la antena es de 1-30 kHz?
Las antenas activas @Starior Voltage-probe como esta tienen un ancho de banda amplio, por lo que la radio AM puede sobrecargar el FET: radiopassioni.it/pdf/pa0rdt-Mini-Whip.PDF
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