Una antena de televisión ( antena de TV ) es una antena diseñada específicamente para usarse con un receptor de televisión (TV) para recibir señales de televisión transmitidas por aire desde una estación de televisión . La recepción de televisión depende tanto de la antena como del transmisor . La televisión terrestre se transmite en frecuencias de aproximadamente 47 a 250 MHz en la banda de muy alta frecuencia (VHF) y de 470 a 960 MHz en la banda de ultra alta frecuencia (UHF) en diferentes países . Las antenas de televisión se fabrican en dos tipos diferentes: antenas "interiores", que se ubican encima o al lado del televisor , y antenas "exteriores", montadas en un mástil en lo alto de la casa del propietario. [1] También se pueden montar en un loft o ático, donde las condiciones secas y la mayor elevación son ventajosas para la recepción y la longevidad de la antena. Las antenas exteriores son más caras y difíciles de instalar, pero son necesarias para una recepción adecuada en zonas periféricas alejadas de las estaciones de televisión. Los tipos más comunes de antenas interiores son las antenas dipolo [2] ("orejas de conejo") y de cuadro , y para las antenas exteriores la Yagi , [2] log periódica , [2] y para los canales UHF la antena de matriz reflectante de múltiples bahías. .
El propósito de la antena es interceptar 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. [3] La antena está conectada al televisor con un cable especializado diseñado para transportar corriente de radio, llamado línea de transmisión . Las antenas anteriores utilizaban un cable plano llamado bifilar de 300 ohmios . El estándar hoy en día es el cable coaxial de 75 ohmios , que es menos susceptible a las interferencias y que se conecta a un conector F o a un conector Belling-Lee (según la región) en la parte posterior del televisor. [4] Para convertir la señal de las antenas que utilizan una línea de dos conductores a la entrada de cable coaxial moderno, se utiliza un pequeño transformador llamado balun en la línea.
En la mayoría de los países, la retransmisión de televisión está permitida en la banda de muy alta frecuencia (VHF) de 47 a 68 MHz, denominada banda baja VHF o banda I en Europa; de 174 a 216 MHz, denominada banda alta VHF o banda III en Europa, y en la banda de frecuencia ultra alta (UHF) de 470 a 698 MHz, denominada banda IV y V en Europa. [5] Los límites de cada banda varían algo en diferentes países. Las ondas de radio en estas bandas viajan según la línea de visión ; las colinas los bloquean y el horizonte visual, limitando el área de recepción de una estación de televisión a 65 a 95 km (40 a 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 tenía 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 existe una brecha de octava de 216 a 470 MHz entre las frecuencias VHF y UHF. Por eso, tradicionalmente se han utilizado antenas separadas (antenas exteriores con conjuntos de elementos separados en un único brazo de soporte) para recibir los canales VHF y UHF. [4]
A partir de 2006, muchos países del mundo pasaron de la transmisión utilizando un estándar de televisión analógico más antiguo a la televisión digital más nueva [6] (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 "digital" o de " televisión de alta definición " (HDTV) que se recomienda como reemplazo de una antena de televisión analógica existente; en el mejor de los casos, esto es información errónea para generar ventas de equipos innecesarios, [7] [8] 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 su canal original. frecuencias VHF altas o VHF bajas .
Los lugares a los que no pueden llegar los transmisores de televisión se conocen como "puntos negros" en Australia . [9] En Alemania Oriental , las áreas que no podían recibir señales de televisión occidentales se denominaban Tal der Ahnungslosen , o "Valle de los despistados".
Las antenas interiores pueden montarse en el propio televisor o colocarse en una mesa junto a él, conectadas al televisor mediante una línea de alimentación corta . Debido a limitaciones de espacio, las antenas interiores no pueden ser tan grandes y elaboradas como las antenas exteriores, no están montadas a una altura tan alta y las paredes del edificio bloquean algunas de las ondas de radio; Por estas razones, las antenas interiores generalmente no ofrecen tan buena recepción como las antenas exteriores. [4] A menudo son perfectamente adecuados en zonas urbanas y suburbanas, que normalmente se encuentran dentro de la fuerte "huella" de radiación de las estaciones de televisión locales. Aun así, en zonas rurales marginales de recepción , sólo una antena exterior puede proporcionar una recepción adecuada. A continuación se describen algunas de las antenas interiores más simples, pero existe una gran variedad de diseños y tipos. Muchos tienen un dial en la antena con varias configuraciones diferentes para alterar el patrón de recepción de la antena. Debe girarse con el televisor encendido mientras se mira la pantalla hasta obtener la mejor imagen.
La antena interior más antigua y más utilizada son las orejas de conejo o de orejas de conejo , que a menudo se suministran con los nuevos televisores. [4] Es una antena dipolo simple de media onda utilizada para recibir las bandas de televisión VHF, compuestas en Estados Unidos de 54 a 88 MHz ( banda I ) y de 174 a 216 MHz ( banda III ), con longitudes de onda de 5,5 a 1,4 m. (18 a 5 pies). Está construido 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 plegar cuando no se utilizan. Para una mejor recepción, las varillas deben ajustarse para que estén un poco menos que1/4 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 muchas veces se consigue 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. [4] Esto significa que no es tan direccional y sensible a estaciones distantes como una gran antena de techo. Aún así, su patrón de recepción de gran angular puede permitirle recibir varias estaciones ubicadas en diferentes direcciones sin necesidad de reajuste cuando se cambia de canal. Las antenas dipolo son bidireccionales; es decir, tienen dos lóbulos principales en direcciones opuestas, separados 180°. En lugar de estar fijados en su posición como otras antenas, los elementos están montados sobre rótulas. Se pueden ajustar en varios ángulos en forma de "V", lo que permite apartarlos en espacios 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 máxima ganancia (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 ventajoso poder ajustarlas a varios ángulos.
Algunos televisores portátiles utilizan una antena de látigo . [4] Consiste en una única varilla telescópica de aproximadamente un metro (3,3 pies) de largo unida al televisor, que se puede retraer cuando no está en uso. Funciona como una antena monopolo de un 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 ganancia similar a las orejas de conejo.
Los canales UHF suelen recibirse mediante una antena de cuadro de una sola vuelta . [4] Dado que una antena de "orejas de conejo" sólo cubre las bandas VHF, a menudo se combina con un bucle UHF montado en la misma base para cubrir todos los canales de televisión.
Poco después de que la transmisión de televisión pasara de la transmisión analógica a la digital, el marketing de antenas interiores evolucionó más allá de las tradicionales "orejas de conejo". Las antenas planas son livianas, delgadas y generalmente tienen forma cuadrada y afirman tener una recepción más omnidireccional. [ cita necesaria ] Se conectan a televisores solo con un cable coaxial; También pueden venderse con un amplificador de señal que requiere una fuente de alimentación. Internamente, el cuadrado delgado y plano es una antena de cuadro con su cableado metálico circular incrustado en plástico conductor. [ cita necesaria ]
Cuando se necesita una antena de mayor ganancia para lograr una recepción adecuada en áreas de recepción suburbanas o periféricas , generalmente se usa 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 15 dB de ganancia en la intensidad de la señal y entre 15 y 20 dB más de rechazo de señales fantasma en la televisión analógica. [4] Combinado con un aumento de señal de 14 dB debido a la altura y 11 dB debido a la falta de paredes atenuantes del edificio, una antena exterior puede dar como resultado un aumento de la intensidad de la señal de hasta 40 dB en el receptor de TV. [4]
Los diseños de antenas exteriores a menudo se basan en la antena Yagi-Uda [10] o en la matriz de dipolos log-periódicos (LPDA). [11] Estos se componen de múltiples elementos dipolo 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. Éstos actúan como resonadores ; El campo eléctrico de la onda de radio entrante empuja los electrones de las barras hacia adelante y hacia atrás, creando ondas estacionarias de voltaje oscilante en las barras. La antena puede presentar un número mayor o menor de elementos de varilla; en general, cuantos más elementos, mayor será la ganancia y más direccional. Otro diseño utilizado principalmente para la recepción UHF es la antena de matriz reflectante , que consta de una pantalla metálica vertical con múltiples elementos dipolo montados delante de ella.
Las bandas de transmisión de televisión tienen una frecuencia demasiado amplia 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 (combinada) VHF/UHF. [4] 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 están ubicados en la "parte posterior" del brazo y, a menudo, funcionan como una antena logarítmica periódica . Los elementos más cortos que reciben las estaciones UHF están ubicados 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 supone un problema cuando las estaciones de televisión a recibir se encuentran en direcciones diferentes. En este caso, dos o más antenas direccionales de techo, cada una apuntando a un transmisor diferente, a menudo se montan en el mismo mástil y se conectan a un receptor para obtener el mejor rendimiento. Se utilizan filtros o circuitos de adaptación para evitar que cada antena degrade el rendimiento de las demás. conectados a la misma línea de transmisión. Una alternativa es utilizar una única antena montada en un rotador , un servosistema remoto que gira la antena en una nueva dirección cuando se gira un dial al lado del televisor.
A veces, los transmisores de televisión están ubicados deliberadamente de manera que los receptores en una región determinada solo necesiten recibir transmisiones en una banda relativamente estrecha del espectro de televisión UHF completo y desde la misma dirección, permitiendo así el uso de una antena agrupada de mayor ganancia. [12]
Las antenas se colocan comúnmente en los tejados y, a veces, en los áticos. Colocar una antena en interiores atenúa significativamente el nivel de la señal disponible. [13] [14] 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 espaciadas como para que una sola antena sea suficiente para todos. Una única ubicación de transmisor puede transmitir señales para varios canales. [15] CABD (distribución de transmisión por antena comunitaria) es un sistema instalado dentro de un edificio para recibir señales de TV/FM en abierto transmitidas a través de frecuencias de radio y distribuirlas a la audiencia. [dieciséis]
Las señales de televisión analógicas son susceptibles a la aparición de imágenes fantasma en la imagen, múltiples imágenes muy espaciadas 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 los objetos cercanos (edificios, árboles, montañas); Se captan varias copias de la señal, de diferente intensidad y sujetas a diferentes retrasos. Esto es diferente para otras transmisiones. Una colocación cuidadosa de la antena puede producir una posición de compromiso, que minimiza los fantasmas en diferentes canales. El efecto fantasma también es posible si varias antenas conectadas al mismo receptor captan la misma estación, especialmente si las longitudes de los cables que los conectan al divisor/fusión son diferentes o las antenas están demasiado juntas. [17] La televisión analógica está siendo reemplazada por la digital, que no está sujeta a imágenes fantasma; la misma señal reflejada que causa imágenes fantasma en una señal analógica no produciría ningún contenido visible en digital. Sin embargo, en este caso, la interferencia provoca una degradación significativamente mayor de la calidad de la imagen.
Las antenas se fijan a los tejados de diversas formas, normalmente en un poste para elevarlo por encima del tejado. Por lo general, esto es suficiente en la mayoría de las áreas. Sin embargo, en algunos lugares, como un valle profundo o cerca de estructuras más altas, es posible que sea necesario colocar la antena significativamente más alta, utilizando un mástil o mástil arriostrado . El cable que conecta la antena en interiores se conoce comodownlead o drop , y cuanto más largo sea el downlead, mayor será la degradación de la señal en el cable. Ciertos cables pueden ayudar a reducir esta tendencia.
Cuanto más alta esté colocada la antena, mejor funcionará. 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 manera que todavía haya una señal utilizable disponible. Existen peligros físicos inherentes a las antenas altas o complejas, como la caída de la estructura o la destrucción por las condiciones climáticas. También existen diversas ordenanzas locales que restringen y limitan cosas 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 a más de 12 pies [3,5 m] por encima de la línea del techo pueden ser sujeto a requisitos de permisos locales." [18]
Como se analizó anteriormente, las antenas se pueden colocar en interiores donde las señales sean lo suficientemente fuertes como para superar las deficiencias de la antena. La antena simplemente se conecta al receptor de televisión y se coloca convenientemente, a menudo en la parte superior del receptor ("decodificador"). A veces, es necesario experimentar con la posición para obtener la mejor imagen. Las antenas interiores también pueden beneficiarse de la amplificación de RF, comúnmente llamada amplificador de TV. La recepción de antenas interiores puede resultar problemática en áreas de señal débil. [ cita necesaria ]
A veces es conveniente no poner antena en el tejado; En estos casos, las antenas diseñadas para uso en exteriores suelen montarse en el ático o en el desván, aunque también hay disponibles antenas diseñadas para uso en ático. Colocar una antena en interiores 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. [14] Se considera que una capa de tejas de asfalto , fieltro para techos y una plataforma de techo de madera contrachapada atenúa la señal a aproximadamente la mitad. [19]
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, usando un rotador operado por un motor eléctrico para girar la antena como se desee. Alternativamente, se pueden usar 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 espacio vertical entre los brazos debe ser al menos la mitad de la longitud de onda de la frecuencia más baja a recibir (Distancia =λ/2). [17] 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/fusión de señal tengan exactamente la misma longitud para evitar problemas de fase , que causan imágenes fantasma en la recepción analógica. Es decir, ambas antenas podrían captar la misma estación; la señal del que tiene el cable más corto llegará al receptor un poco antes, proporcionando al receptor dos imágenes ligeramente desplazadas. Puede haber problemas de fase incluso con la misma longitud de cable de bajada. Los filtros de paso de banda o "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 a menudo se utilizan varias antenas, una es para una variedad de estaciones ubicadas conjuntamente y la otra es para un solo transmisor en una dirección diferente.
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