Sistemas de radar: parámetros de la antena

Un Antenna o Aerial es un transductor, que convierte la energía eléctrica en ondas electromagnéticas y viceversa.

Una antena tiene los siguientes parámetros:

• Directivity
• Eficiencia de apertura
• Eficiencia de la antena
• Gain

Ahora, analicemos estos parámetros en detalle:

Directividad

De acuerdo con la definición estándar, “La relación entre la intensidad de radiación máxima 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. "

Aunque una antena irradia energía, la dirección en la que irradia importa es de gran importancia. La antena en estudio se denominasubject Antenna. Su intensidad de radiación se enfoca en una dirección particular, mientras está transmitiendo o recibiendo. Por lo tanto, se dice que la antena tiene su directividad 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 Directivity.

• 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.

Mathematically, podemos escribir la expresión de Directividad como -

$$ Directividad = \ frac {U_ {Max} \ left (\ theta, \ phi \ right)} {U_0} $$

Dónde,

$ U_ {Max} \ left (\ theta, \ phi \ right) $ es la máxima intensidad de radiación de la antena del sujeto

$ U_0 $ es la intensidad de radiación de una antena isotrópica.

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 irradia energía a través de una apertura. 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.

Mathematically, podemos escribir la expresión para la eficiencia de apertura $ \ epsilon_A $ como

$$ \ epsilon _A = \ frac {A_ {eff}} {A_p} $$

Dónde,

$ 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 ".

Cualquier antena está diseñada para irradiar potencia con pérdidas mínimas, para una entrada determinada. La eficiencia de una antena explica cuánto puede una antena entregar su salida de manera efectiva con pérdidas mínimas en la línea de transmisión. También es llamadoRadiation Efficiency Factor de la Antena.

Mathematically, podemos escribir la expresión para la eficiencia de la antena como -

$$ \ eta _e = \ frac {P_ {Rad}} {P_ {in}} $$

Dónde,

$ P_ {Rad} $ es la cantidad de energía irradiada

$ P_ {in} $ es la potencia de entrada para 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, Gainde 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 puede tomarse como referencial.

• El termino Antenna gain describe cuánta potencia se transmite en la dirección del pico de radiación a la de una fuente isotrópica.

• La ganancia generalmente se mide en dB.

• A diferencia de la directividad, la ganancia de antena también tiene en cuenta las pérdidas que se producen y, por tanto, se centra en la eficiencia.

Mathematically, podemos escribir la expresión para Antenna Gain $ G $ como -

$$ G = \ eta_eD $$

Dónde,

$ \ eta_e $ es la eficiencia de la antena

$ D $ es la directividad de la antena