Teoría de la antena - Parámetros
La intensidad de la radiación de una antena está estrechamente relacionada con la dirección del haz enfocado y la eficiencia del haz hacia esa dirección. En este capítulo, echemos un vistazo a los términos que tratan estos temas.
Directividad
Según la definición estándar, “La relación entre la máxima intensidad de radiación de la antena en cuestión y la intensidad de radiación de una antena isotrópica o de referencia, que irradia la misma potencia total se denomina directivity. "
Una antena irradia energía, pero la dirección en la que irradia importa mucho. La antena, cuyo rendimiento se está observando, se denomina comosubject antenna.
Sus radiation intensityestá enfocado en una dirección particular, mientras está transmitiendo o recibiendo. Por lo tanto, se dice que la antena tiene sudirectivity en esa dirección particular.
La relación entre la intensidad de la radiación en una dirección determinada de una antena y la intensidad de la radiación promediada en todas las direcciones se denomina directividad.
Si no se especifica esa dirección en particular, entonces la dirección en la que se observa la máxima intensidad puede tomarse como la directividad de esa antena.
La directividad de una antena no isótropa es igual a la relación entre la intensidad de la radiación en una dirección dada y la intensidad de la radiación de la fuente isótropa.
Expresión matemática
La potencia radiada es función de la posición angular y la distancia radial del circuito. Por lo tanto, se expresa considerando ambos términosθ y Ø.
$$ Directividad = \ frac {Máxima \ radiación \ intensidad \ del \ sujeto \ antena} {Radiación \ intensidad \ de \ una \ antena \ isotrópica} $$ $$ D = \ frac {\ phi (\ theta, \ phi) _ {max} (de \ sujeto \ antena)} {\ phi_ {0} (de \ an \ isotrópico \ antena)} $$Dónde
$ {\ phi (\ theta, \ phi) _ {max}} $ es la máxima intensidad de radiación de la antena del sujeto.
$ {\ phi_ {0}} $ es la intensidad de radiación de una antena isotrópica (antena con cero pérdidas).
Eficiencia de apertura
Según la definición estándar, "Aperture efficiency de una antena, es la relación entre el área de radiación efectiva (o área efectiva) y el área física de la apertura ".
Una antena tiene una abertura a través de la cual se irradia la energía. Esta radiación debe ser eficaz con pérdidas mínimas. También debe tenerse en cuenta el área física de la apertura, ya que la eficacia de la radiación depende del área de la apertura, físicamente en la antena.
Expresión matemática
La expresión matemática para la eficiencia de apertura es la siguiente:
$$ \ varepsilon_ {A} = \ frac {A_ {eff}} {A_ {p}} $$dónde
$ \ varepsilon_ {A} $ es la eficiencia de apertura.
$ {A_ {eff}} $ es el área efectiva.
$ {A_ {p}} $ es el área física.
Eficiencia de la antena
Según la definición estándar, "Antenna Efficiency es la relación entre la potencia radiada de la antena y la potencia de entrada aceptada por la antena ".
Simplemente, una antena está destinada a irradiar potencia dada en su entrada, con pérdidas mínimas. La eficiencia de una antena explica cuánto puede una antena entregar su salida de manera efectiva con pérdidas mínimas en la línea de transmisión.
Esto se llama de otra manera como Radiation Efficiency Factor de la antena.
Expresión matemática
La expresión matemática para la eficiencia de la antena se da a continuación:
$$ \ eta_ {e} = \ frac {P_ {rad}} {P_ {input}} $$Dónde
$ \ eta_ {e} $ es la eficiencia de la antena.
$ {P_ {rad}} $ es la potencia irradiada.
$ {P_ {input}} $ es la potencia de entrada de la antena.
Ganancia
Según la definición estándar, "Gain de una antena es la relación entre la intensidad de la radiación en una dirección dada y la intensidad de la radiación que se obtendría si la potencia aceptada por la antena se irradiara isotrópicamente ".
Simplemente, la ganancia de una antena tiene en cuenta la directividad de la antena junto con su rendimiento efectivo. Si la potencia aceptada por la antena se irradió isotrópicamente (es decir, en todas las direcciones), entonces la intensidad de radiación que obtenemos se puede tomar como referencial.
El termino antenna gain describe cuánta potencia se transmite en la dirección del pico de radiación a la de una fuente isotrópica.
Gain generalmente se mide en dB.
A diferencia de la directividad, la ganancia de la antena también tiene en cuenta las pérdidas que se producen y, por tanto, se centra en la eficiencia.
Expresión matemática
La ecuación de ganancia, G es como se muestra a continuación.
$$ G = \ eta_ {e} D $$Dónde
G es la ganancia de la antena.
$ \ eta_ {e} $ es la eficiencia de la antena.
D es la directividad de la antena.
Unidades
La unidad de ganancia es decibels o simplemente dB.