Una antena de televisión , también llamada antena de televisión (en inglés británico ), es una antena diseñada específicamente para usarse con un receptor de televisión (TV) para recibir señales de televisión transmitidas por aire (OTA) terrestres desde una estación de televisión . La televisión terrestre se transmite en frecuencias de aproximadamente 47 a 250 MHz en la banda de frecuencia muy alta (VHF), y de 470 a 960 MHz en la banda de frecuencia ultra alta (UHF) en diferentes países .
Las antenas de televisión se fabrican en dos tipos diferentes: antenas de interior y antenas de exterior . Las antenas de interior están diseñadas para ubicarse encima o al lado del televisor , pero lo ideal es colocarlas cerca de una ventana en una habitación y lo más alto posible para obtener la mejor recepción. [1] Los tipos más comunes de antenas de interior son las dipolo [2] ("orejas de conejo"), que funcionan mejor para canales VHF, y las antenas de bucle , que funcionan mejor para UHF. [3] Las antenas de exterior, por otro lado, están diseñadas para montarse en un mástil en la parte superior de la casa del propietario, [4] o en un desván o ático donde las condiciones secas y la mayor elevación son ventajosas para la recepción y la longevidad de la antena. Las antenas de exterior son más caras y difíciles de instalar, pero son necesarias para una recepción adecuada en áreas periféricas alejadas de las estaciones de televisión; los tipos más comunes de estas son la Yagi , [2] log periódica , [2] y (para UHF) la antena de matriz reflectante de bahía múltiple .
El propósito de la antena es interceptar las ondas de radio de las estaciones de televisión deseadas y convertirlas en pequeñas corrientes alternas de radiofrecuencia que se aplican al sintonizador del televisor , que extrae la señal de televisión. [5] La antena está conectada al televisor con un cable especializado diseñado para transportar corriente de radio, llamado línea de transmisión . Las antenas anteriores usaban un cable plano llamado cable doble de 300 ohmios . El estándar hoy es el cable coaxial de 75 ohmios , que es menos susceptible a las interferencias, que se enchufa en un conector F o conector Belling-Lee (según la región) en la parte posterior del televisor. [6] Para convertir la señal de las antenas que usan una línea de dos conductores a la entrada del cable coaxial moderno, se usa un pequeño transformador llamado balun en la línea.
En la mayoría de los países, la transmisión de televisión está permitida en la banda de frecuencia muy alta (VHF) de 47 a 68 MHz, llamada banda baja VHF o banda I en Europa; 174 a 216 MHz, llamada banda alta VHF o banda III en Europa, y en la banda de frecuencia ultra alta (UHF) de 470 a 698 MHz, llamada banda IV y V en Europa. [7] Los límites de cada banda varían un poco en diferentes países. Las ondas de radio en estas bandas viajan por línea de visión ; están bloqueadas por colinas y el horizonte visual , lo que limita el área de recepción de una estación de televisión a 65-95 km (40-60 millas), dependiendo del terreno.
En la televisión analógica estándar anterior , utilizada antes de 2006, las bandas VHF y UHF requerían sintonizadores separados en el receptor de televisión, que tenían entradas de antena separadas. La longitud de onda de una onda de radio es igual a la velocidad de la luz (c), dividida por la frecuencia. Las bandas de frecuencia anteriores cubren una relación de longitud de onda de 15:1 , o casi 4 octavas . Es difícil diseñar una sola antena para recibir un rango de longitud de onda tan amplio, y hay una brecha de octava de 216 a 470 MHz entre las frecuencias VHF y UHF. Por lo tanto, tradicionalmente, se han utilizado antenas separadas (antenas exteriores con conjuntos separados de elementos en un solo brazo de soporte) para recibir los canales VHF y UHF. [6]
A partir de 2006, muchos países del mundo pasaron de transmitir utilizando un estándar de televisión analógica más antiguo a la televisión digital más nueva [8] (DTV). Sin embargo, generalmente se utilizan las mismas frecuencias de transmisión, por lo que las antenas utilizadas para la televisión analógica más antigua también recibirán las nuevas transmisiones de DTV. Los vendedores a menudo afirman que suministran una antena especial de televisión digital o de alta definición (HDTV) recomendada como reemplazo de una antena de televisión analógica existente ; en el mejor de los casos, esto es desinformación para generar ventas de equipos innecesarios, [9] [10] En el peor de los casos, puede dejar al espectador con una antena solo UHF en un mercado local (particularmente en América del Norte) donde algunas estaciones digitales permanecen en sus frecuencias originales de VHF alta o VHF baja .
En Australia , los lugares a los que no pueden llegar los transmisores de transmisión de televisión se conocen como puntos negros . [11] En Alemania del Este , las áreas que no podían recibir señales de televisión occidentales se denominaban Tal der Ahnungslosen o Valle de los desorientados .
Las antenas de interior pueden montarse en el propio televisor o colocarse sobre una mesa junto a él, conectadas al televisor mediante un cable de alimentación corto . Debido a las limitaciones de espacio, las antenas de interior no pueden ser tan grandes y elaboradas como las antenas de exterior, no se montan a una altura tan alta y las paredes del edificio bloquean algunas de las ondas de radio; por estas razones, las antenas de interior generalmente no dan tan buena recepción como las antenas de exterior. [6] A menudo son perfectamente adecuadas en áreas urbanas y suburbanas, que generalmente se encuentran dentro de la fuerte huella de radiación de las estaciones de televisión locales. Aún así, en las áreas de recepción marginales rurales , solo una antena exterior puede dar una recepción adecuada. A continuación se describen algunas de las antenas de interior más simples, pero existe una gran variedad de diseños y tipos. Muchas tienen un dial en la antena con una serie de configuraciones diferentes para alterar el patrón de recepción de la antena. Este debe girarse con el equipo encendido mientras se mira la pantalla hasta que se obtenga la mejor imagen.
La antena de interior más antigua y más utilizada (al menos en Estados Unidos) es la de orejas de conejo o bunny ears , que a menudo se proporciona con los nuevos televisores. [6] Es una antena dipolo de media onda simple que se utiliza para recibir las bandas de televisión VHF, que consisten en los EE. UU. de 54 a 88 MHz ( banda I ) y 174 a 216 MHz ( banda III ), con longitudes de onda de 5,5 a 1,4 m (18 a 5 pies). Está construida con dos varillas telescópicas unidas a una base, que se extienden hasta aproximadamente 1 m (3,3 pies) de longitud (aproximadamente un cuarto de longitud de onda a 54 MHz) y se pueden colapsar cuando no se usan. Para una mejor recepción, las varillas deben ajustarse para que sean un poco menos de 1/4 longitud de onda en la frecuencia del canal de televisión que se recibe. Sin embargo, el dipolo tiene un ancho de banda amplio , por lo que a menudo se logra una recepción adecuada sin ajustar la longitud.
La ganancia medida de las orejas de conejo es baja, alrededor de ―2 dBi, o ―4 dB con respecto a un dipolo de media onda. [6] Esto significa que no es tan direccional y sensible a las estaciones distantes como una gran antena de techo. Aún así, su patrón de recepción de ángulo amplio puede permitirle recibir varias estaciones ubicadas en diferentes direcciones sin requerir reajuste cuando se cambia el canal. Las antenas dipolo son bidireccionales; es decir, tienen dos lóbulos principales en direcciones opuestas, separados 180°. En lugar de estar fijos en su posición como otras antenas, los elementos están montados en articulaciones esféricas. Se pueden ajustar a varios ángulos en forma de V, lo que permite moverlos fuera del camino en lugares concurridos. Otra razón para la forma de V es que al recibir canales en la parte superior de la banda con las varillas completamente extendidas, los elementos de la antena normalmente resonarán en su tercer armónico . En este modo, la dirección de ganancia máxima (el lóbulo principal ) ya no es perpendicular a las varillas. Aún así, el patrón de radiación tendrá lóbulos en ángulo con respecto a las varillas, lo que hace que sea ventajoso poder ajustarlos a varios ángulos.
Algunos televisores portátiles utilizan una antena de látigo . [6] Esta consiste en una única varilla telescópica de aproximadamente un metro (3,3 pies) de largo unida al televisor, que puede retraerse cuando no se utiliza. Funciona como una antena monopolo de cuarto de onda . El otro lado de la línea de alimentación está conectado al plano de tierra en la placa de circuito del televisor, que actúa como tierra . La antena de látigo generalmente tiene un patrón de recepción omnidireccional , con máxima sensibilidad en direcciones perpendiculares al eje de la antena y una ganancia similar a las orejas de conejo.
Los canales UHF suelen recibirse mediante una antena de bucle de una sola vuelta . [6] Dado que una antena de orejas de conejo solo cubre las bandas VHF, a menudo se combina con una antena de bucle UHF montada en la misma base para cubrir todos los canales de televisión. Por supuesto, esto también depende del país y la región: por ejemplo, en el Reino Unido e Irlanda, las transmisiones de televisión terrestre solo se realizan en la banda UHF, lo que significa que es necesaria una antena de bucle y las orejas de conejo solo serían útiles para la recepción de radio FM . [12] [13]
Un fenómeno más reciente en el ámbito de las antenas de interior son las antenas planas , que son ligeras, delgadas y, por lo general, de forma cuadrada y se dice que ofrecen una recepción más omnidireccional. También se comercializan como más acordes con los diseños de hogares minimalistas modernos . [14] Las antenas planas pueden tener un soporte o pueden colgarse en una pared o una ventana. [15] En el interior, la antena cuadrada delgada y plana es una antena de bucle con su cableado metálico circular incrustado en plástico conductor. [ cita requerida ]
Cuando se necesita una antena de mayor ganancia para lograr una recepción adecuada en áreas suburbanas o periféricas , generalmente se utiliza una antena direccional exterior. Aunque la mayoría de las antenas simples tienen direcciones nulas donde tienen respuesta cero, las direcciones de ganancia útil son muy amplias. Por el contrario, las antenas direccionales pueden tener un patrón de radiación casi unidireccional , por lo que el extremo correcto de la antena debe apuntar a la estación de TV. Como el diseño de una antena proporciona una mayor ganancia (en comparación con un dipolo), el lóbulo principal del patrón de radiación se vuelve más estrecho. Las antenas exteriores proporcionan hasta una ganancia de 15 dB en la intensidad de la señal y un rechazo de 15 a 20 dB mayor de señales fantasma en la TV analógica. [6] Combinado con un aumento de señal de 14 dB debido a la altura y 11 dB debido a la falta de paredes de edificios atenuantes, una antena exterior puede resultar en un aumento de la intensidad de la señal de hasta 40 dB en el receptor de TV. [6]
Los diseños de antenas para exteriores se basan a menudo en la antena Yagi-Uda [16] o en la matriz dipolar logarítmica periódica (LPDA). [17] Estas están compuestas por múltiples elementos dipolares de media onda , que consisten en varillas metálicas de aproximadamente la mitad de la longitud de onda de la señal de televisión, montadas en línea sobre un brazo de soporte. Estas actúan como resonadores ; el campo eléctrico de la onda de radio entrante empuja los electrones en las varillas de un lado a otro, creando ondas estacionarias de voltaje oscilante en las varillas. La antena puede tener un número menor o mayor de elementos de varilla; en general, cuantos más elementos, mayor es la ganancia y más direccional. Otro diseño utilizado principalmente para la recepción de UHF es la antena de matriz reflectante , que consiste en una pantalla metálica vertical con múltiples elementos dipolares montados delante de ella.
Las bandas de transmisión de televisión son demasiado amplias en frecuencia para ser cubiertas por una sola antena, por lo que las dos opciones son antenas separadas utilizadas para las bandas VHF y UHF o una antena combinada (combo) VHF/UHF. [6] Una antena VHF/UHF combina dos antenas que alimentan la misma línea de alimentación montada en el mismo brazo de soporte. Los elementos más extendidos que captan frecuencias VHF se ubican en la parte posterior del brazo y a menudo funcionan como una antena log-periódica . Los elementos más cortos que reciben las estaciones UHF se ubican en la parte delantera del brazo y a menudo funcionan como una antena Yagi .
Dado que las antenas direccionales deben apuntar a la antena transmisora, esto es un problema cuando las estaciones de televisión que se van a recibir están ubicadas en diferentes direcciones. En este caso, a menudo se montan dos o más antenas direccionales en el tejado, cada una apuntando a un transmisor diferente, en el mismo mástil y se conectan a un receptor para obtener un mejor rendimiento. Se utilizan filtros o circuitos de adaptación para evitar que cada antena degrade el rendimiento de las otras conectadas a la misma línea de transmisión. Una alternativa es utilizar una sola antena montada en un rotador , un sistema servo remoto que gira la antena en una nueva dirección cuando se gira un dial junto al televisor.
A veces los transmisores de televisión se ubican deliberadamente de tal manera que los receptores en una región determinada solo necesitan recibir transmisiones en una banda relativamente estrecha de todo el espectro de televisión UHF y desde la misma dirección, lo que permite el uso de una antena agrupada de mayor ganancia. [18]
Las antenas se colocan comúnmente en los tejados y, a veces, en los áticos. Colocar una antena en el interior atenúa significativamente el nivel de la señal disponible. [19] [20] Las antenas direccionales deben apuntar al transmisor que están recibiendo; en la mayoría de los casos, no se necesita una gran precisión. En una región determinada, a veces se dispone que todos los transmisores de televisión estén ubicados aproximadamente en la misma dirección y utilicen frecuencias lo suficientemente cercanas como para que una sola antena sea suficiente para todos. Una sola ubicación de transmisor puede transmitir señales para varios canales. [21] CABD (distribución de transmisión de antena comunitaria) es un sistema instalado dentro de un edificio para recibir señales de TV/FM de libre transmisión transmitidas a través de frecuencias de radio y distribuirlas a la audiencia. [22]
Las señales de televisión analógicas son susceptibles de presentar imágenes fantasma , es decir, múltiples imágenes muy próximas entre sí que dan la impresión de imágenes borrosas y repetidas de los bordes de la imagen. Esto se debe a que la señal se refleja en objetos cercanos (edificios, árboles, montañas); se captan varias copias de la señal, de distintas intensidades y sujetas a distintos retrasos. Esto es diferente para otras transmisiones. Una colocación cuidadosa de la antena puede producir una posición intermedia, que minimice las imágenes fantasma en diferentes canales. Las imágenes fantasma también son posibles si varias antenas conectadas al mismo receptor captan la misma estación, especialmente si las longitudes de los cables que las conectan al divisor/fusionador son de longitudes diferentes o si las antenas están demasiado juntas. [23] La televisión analógica está siendo reemplazada por la digital, que no está sujeta a las imágenes fantasma; la misma señal reflejada que causa imágenes fantasma en una señal analógica no produciría ningún contenido visible en la digital. Sin embargo, en este caso, la interferencia causa una degradación de la calidad de la imagen significativamente más significativa.
Las antenas se fijan a los tejados de diversas formas, normalmente en un poste para elevarlas por encima del tejado. Esto suele ser suficiente en la mayoría de las zonas. Sin embargo, en algunos lugares, como en un valle profundo o cerca de estructuras más altas, puede ser necesario colocar la antena a una altura significativamente mayor, utilizando un mástil atirantado o un mástil . El cable que conecta la antena en el interior se denominaCable de bajada o caída , y cuanto más largo sea el cable de bajada, mayor será la degradación de la señal en el cable. Ciertos cables pueden ayudar a reducir esta tendencia.
Cuanto más alta se coloque la antena, mejor será su rendimiento. Una antena de mayor ganancia podrá recibir señales más débiles desde su dirección preferida. Los edificios intermedios, las características topográficas (montañas) y los bosques densos debilitarán la señal; en muchos casos, la señal se reflejará de tal manera que seguirá estando disponible una señal utilizable. Existen peligros físicos inherentes a las antenas altas o complejas, como que la estructura se caiga o sea destruida por el clima. También existen diversas ordenanzas locales que restringen y limitan aspectos como la altura de una estructura sin obtener permisos . Por ejemplo, en los Estados Unidos, la Ley de Telecomunicaciones de 1996 permite a cualquier propietario instalar "una antena diseñada para recibir señales de transmisión de televisión local", pero que "los mástiles de más de 12 pies [3,5 m] por encima de la línea del techo pueden estar sujetos a requisitos de permisos locales". [24]
Como se mencionó anteriormente, las antenas se pueden colocar en interiores donde las señales son lo suficientemente fuertes como para superar las deficiencias de la antena. La antena simplemente se conecta al receptor de televisión y se coloca en un lugar conveniente, generalmente en la parte superior del receptor ("set-top"). A veces, es necesario experimentar con la posición para obtener la mejor imagen. Las antenas de interior también pueden beneficiarse de la amplificación de RF, comúnmente llamada amplificador de TV. La recepción de antenas de interior puede ser problemática en áreas de señal débil. [ cita requerida ]
A veces, es conveniente no colocar una antena en el techo; en estos casos, las antenas diseñadas para uso en exteriores suelen montarse en el ático o el desván, aunque también hay antenas diseñadas para uso en áticos. Colocar una antena en el interior reduce significativamente su rendimiento debido a la menor elevación sobre el nivel del suelo y las paredes intermedias; sin embargo, en áreas con señal fuerte, la recepción puede ser satisfactoria. [20] Se considera que una capa de tejas asfálticas , fieltro para techos y una cubierta de madera contrachapada para el techo atenúa la señal a aproximadamente la mitad. [25]
A veces se desea recibir señales de transmisores que no están en la misma dirección. Esto se puede lograr, para una estación a la vez, utilizando un rotador operado por un motor eléctrico para girar la antena como se desee. Alternativamente, se pueden utilizar dos o más antenas, cada una apuntando a un transmisor deseado y acopladas mediante circuitos apropiados. Para evitar que las antenas interfieran entre sí, el espaciado vertical entre los brazos debe ser al menos la mitad de la longitud de onda de la frecuencia más baja que se va a recibir (Distancia = la/2 ). [23] La longitud de onda de 54 MHz (canal 2) es de 5,5 m (18 pies) (λ × f = c ) por lo que las antenas deben estar separadas por un mínimo de 2,25 m (90 pulgadas). También es importante que los cables que conectan las antenas al divisor/fusionador de señales tengan exactamente la misma longitud para evitar problemas de fase , que causan imágenes superpuestas en la recepción analógica. Es decir, ambas antenas pueden captar la misma estación; la señal de la que tiene el cable más corto llegará al receptor un poco antes, lo que le proporcionará dos imágenes ligeramente desfasadas. Puede haber problemas de fase incluso con la misma longitud de cable de bajada. Los filtros de paso de banda o las trampas de señal pueden ayudar a reducir este problema.
Para la colocación de múltiples antenas una al lado de la otra, como es común en un espacio de altura limitada como un ático, deben estar separadas por al menos una longitud de onda completa de la frecuencia más baja que se recibirá en su punto más cercano.
Cuando se utilizan con frecuencia varias antenas, una es para una serie de estaciones ubicadas en el mismo lugar y la otra es para un solo transmisor en una dirección diferente.
