INTRODUCTION
En el siguiente articulo se diseña una antena helicoidal, con todos sus parámetros, se muestra la forma en la cual se construyó y las mediciones que fueron realizadas en el laboratorio. Y explicaré la construcción de una antena helicoidal para las bandas de frecuencias de 2 a 5 GHz, aquí se construye para la banda ISM, de esta forma tendrá una aplicación de conexión a las redes WIFI, de la norma 802.11 IEEE.
TEORÍA DEL DISEÑO DE LA ANTENA
Lo primero que se necesita saber es a la frecuencia para la que se va a utilizar la antena. En nuestro caso la utilizaremos para dispositivos inalámbricos en
Por lo tanto 
Otros parámetros que se definen para la construcción de esta antena, son el número de espira que esta relacionado directamente con la ganancia de la antena, mientras mas espiras más ganancia, pero no de una forma lineal, sino que se relacionan de una forma logarítmica, con la siguiente formula:
Ganancia
Donde:
c: Largo de espiras
N: Numero de espiras
d: Separación entre espiras
D: Diámetro
P: Perímetro
Pasos a seguir para el cálculo de la antena:
a) Longitud de onda:
a partir de esta ecuación despejamos el diámetro: 
c) El numero de espiras que se selecciono, es un numero que nos de una alta ganancia, pero no excediéndonos en el tamaño de la antena, de forma que sea manipulable, entonces, N= 16 espiras.
d) La separación entre espiras será igual que un cuarto de longitud de onda, esto es igual a
Por lo tanto la ganancia de la antena es:
f) Impedancia de la antena
g) Calculo del adaptador de impedancia.
La impedancia de la línea es de 50 Ohms y la impedancia de la antena es de 143,6 Ohms, como fue calculado anteriormente. La teoría de líneas de transmisión indica que la siguiente ecuación es la que relaciona las impedancias:
Entonces, el adaptador de impedancia consiste en una placa de cobre triangular, cuyas dimensiones son de 71mm y 17mm de catetos.
h) Dimensiones del PVC.
Para darle firmeza a la estructura se utilizara un tuvo PVC, cuya sección es de 40mm. El largo del tubo será lo suficiente para que caigan las 16 espiras y la tapa de base, entonces:
h) Dimensiones del reflector.
Por teoría el reflector debe ser mayo que la longitud de onda, por lo tanto debe ser mayor que 12,5cm, en este caso se eligió un reflector de 14cm, de un grosor de 1,5mm, lo suficiente para que sea firme, y resiste el viento, si es que se utiliza en exteriores.
ETAPA DE CONSTRUCCIÓN
La antena helicoidal consiste básicamente en espiras enrolladas en una estructura de PVC, conectadas al adaptador de impedancia calculado anteriormente, seguido del conector N y en la base contiene un reflector de aluminio.
Fig.1 Esquema básico de una antena helicoidal
Materiales
· Tubo de PVC, sección 40mm, largo 60cm
· Tapa para tubo de PVC de 40mm
· Alambre de cobre de 1,5mm,
· Trozo de placa de cobre
· Placa de aluminio, dimensiones 18x18cm
· Conector tipo N, de montaje en panel
· 8 tornillos, 8 tuercas
· Pegamento para PVC
· 2 Hojas de papel
PROCEDIMIENTO
Fijar la tapa del tubo al centro de la placa de aluminio. Con 4 tornillos y tuercas, dejando las tuercas adentro de la tapa, para una mejor estética.
Fig. 2 Tapa fija al centro de la placa de aluminio, por medio de tornillos y tuercas.
En las hojas de papel trazar rectángulos cuyo ancho sea la distancia entre espiras y de largo, igual al perímetro del tubo, y trazar las diagonales de la izquierda inferior a la derecha superior de los rectángulos, para obtener una polarización hacia la derecha, luego de esto, pegar con cinta adhesiva, comenzando desde el límite de la tapa del tubo. Y con un cuchillo cartonero seguir las diagonales, de esta forma quedan marcadas como pequeños hilos el camino para pegar las espiras.
Luego, enrollar las espiras en las marcas ya hechas, con pegamento de PVC.
Fig.3 Tubo con espiras enrolladas.
Luego de esto Hacer un orificio en la placa de aluminio, debajo de la tapa de PVC, para fijar el conector N y dejar el Stub, lo más cercano al cable, de esta forma el lóbulo quedara centrado.
Fig.4 Stub soldado entre conector N y primera espira.
Fig.5 Imagen final de la antela helicoidal para la banda ISM
MEDICIONES
Las mediciones en el laboratorio se centraron en medir el ROE, por medio de un instrumento, que se calibra por una serie de conexiones hechas anterior a la mediación de la antena.
El ROE es la relación de ondas estacionarias, y es una medida de la energía enviada por el transmisor que es reflejada por el sistema de transmisión y vuelve al transmisor.
El ROE muy alto puede dañar al transmisor, es por esto que debe estar entre 0 y 5, y no sobrepasar este valor.
El valor del ROE que se obtuvo con el instrumento, de la antena construida es de 1,9. Por medio de este valor se puede deducir otro valor que es indicador de desacoplamiento, indicador que corresponde a la relación entre los voltaje de corriente o voltaje, de la onda reflejada, respecto a la incidente.
Coeficiente de Reflexión
La energía reflejada hacia el generador, porcentualmente es:
Entonces la potencia absorbida es:
Otro parámetro a calcular son las pérdidas por retorno (PPR), y es producida por desadaptación de la línea de transmisión respecto a la carga. Los valores típicos van entre 14 y 30dB de perdida.
De esta forma podemos saber que la antena cumple con los estándares requeridos.
CONCLUSIONES
Esta es una antena que tiene características destacables como son la direccionalidad, su fácil diseño, también la simple construcción, pero lo más importantes es el bajo costo, para los servicios que nos puede ofrecer. En el laboratorio esta antena se utilizo para captar redes inalámbricas (WIFI) a distancia.
REFERENCIAS
[1]Fabricación de una Antena Helicoidal http://madridwireless.net/docs/helicoidal/index.html
[2]Análisis, diseño, construcción y Medición de antenas Helicoidales para 2.4 GHz sobre Aeroplataforma de Comunicaciones Globo-Antena (HAPS), UTEM.
[3]Apuntes de la clase de laboratorio de antenas, Profesor Francisco Herrera.
