Teoría de la antena: haz y polarización
Este capítulo trata de los parámetros del haz radiado de la antena. Estos parámetros nos ayudan a conocer las especificaciones de la viga.
Área de haz
Según la definición estándar, "El área del haz es el ángulo sólido a través del cual toda la potencia irradiada por la antena fluiría si P (θ, Ø) mantuviera su valor máximo sobre Ω A y fuera cero en cualquier otro lugar".
El haz irradiado de la antena sale de un ángulo en la antena, conocido como ángulo sólido, donde la intensidad de la radiación de potencia es máxima. Estasolid beam angle se denomina como el beam area. Está representado porΩA.
La intensidad de radiación P (θ, Ø) debe mantenerse constante y máxima en todo el ángulo del haz sólido Ω A , siendo su valor cero en cualquier otro lugar.
$$ Potencia \ radiada = P (\ theta, \ Phi) \ Omega_ {A} \: vatios $$El ángulo del haz es un conjunto de ángulos entre los puntos de media potencia del lóbulo principal.
Expresión matemática
La expresión matemática para el área de la viga es
$$ \ Omega_ {A} = \ int_ {0} ^ {2 \ pi} \ int_ {0} ^ {\ pi} P _ {\ pi} (\ theta, \ Phi) d \ Omega \ wattts $$ $$ d \ Omega = \ sin \ theta \ d \ theta \ d \ Phi \ watts $$Dónde
- $ \ Omega_ {A} $ es el ángulo del haz sólido.
- $ \ theta $ es la función de la posición angular.
- $ \ Phi $ es la función de la distancia radial.
Unidades
La unidad de área del haz es watts.
Eficiencia de haz
Según la definición estándar, "El beam efficiency establece la relación entre el área del haz del haz principal y el área total del haz radiada ".
La energía cuando se irradia desde una antena, se proyecta de acuerdo con la directividad de la antena. La dirección en la que una antena irradia más potencia tiene la máxima eficiencia, mientras que parte de la energía se pierde en los lóbulos laterales. La energía máxima irradiada por el haz, con pérdidas mínimas, se puede denominar comobeam efficiency.
Expresión matemática
La expresión matemática de la eficiencia del haz es:
$$ \ eta_ {B} = \ frac {\ Omega_ {MB}} {\ Omega_ {A}} $$Dónde,
- $ \ eta_ {B} $ es la eficiencia del haz.
- $ \ Omega_ {MB} $ es el área de la viga principal.
- $ \ Omega_ {A} $ es el ángulo de haz sólido total (área del haz).
Polarización de la antena
Una antena se puede polarizar según nuestros requisitos. Puede estar polarizado linealmente o polarizado circularmente. El tipo de polarización de la antena decide el patrón del haz y la polarización en la recepción o transmisión.
Polarización lineal
Cuando se transmite o recibe una onda, se puede hacer en diferentes direcciones. loslinear polarizationde la antena ayuda a mantener la onda en una dirección particular, evitando todas las demás direcciones. Aunque se utiliza esta polarización lineal, el vector de campo eléctrico permanece en el mismo plano. Por lo tanto, usamos esta polarización lineal para mejorar ladirectivity de la antena.
Polarización circular
Cuando una onda está polarizada circularmente, el vector de campo eléctrico parece girar con todos sus componentes perdiendo orientación. El modo de rotación también puede ser diferente en ocasiones. Sin embargo, al usarcircular polarization, el efecto de la ruta múltiple se reduce y, por lo tanto, se utiliza en comunicaciones por satélite como GPS.
Polarización horizontal
La polarización horizontal debilita la onda, ya que los reflejos de la superficie terrestre la afectan. Suelen ser débiles a bajas frecuencias por debajo de 1 GHz.Horizontal polarization se utiliza en la transmisión de TV signals para lograr una mejor relación señal / ruido.
Polarización vertical
Las ondas polarizadas verticalmente de baja frecuencia son ventajosas para la transmisión de ondas terrestres. Estos no se ven afectados por los reflejos de la superficie como los polarizados horizontalmente. Por lo tanto, lavertical polarization se utiliza para mobile communications.
Cada tipo de polarización tiene sus propias ventajas y desventajas. El diseñador de un sistema de RF tiene la libertad de seleccionar el tipo de polarización, de acuerdo con los requisitos del sistema.