Parámetros de antenas. Directividad y ganancia | | UPV

Summary

Miguel Ferrando Bataller explica de manera detallada los parámetros clave en el diseño y análisis de antenas: directividad, ganancia y eficiencia. La directividad mide la concentración de potencia radiada en una dirección específica en comparación con una antena isotrópica. La ganancia tiene en cuenta la potencia entregada a la antena, sumando pérdidas que afectan su rendimiento. La eficiencia se refiere a la relación entre la potencia transmitida y la potencia entregada. Estos conceptos son fundamentales tanto en transmisión como en recepción, y la relación entre ellos se traduce en el rendimiento total de la antena.

Takeaways

• 😀 La directividad de una antena se define como la relación entre la densidad de potencia radiada en una dirección y la densidad de potencia en una antena isotópica a la misma distancia.
• 😀 Una antena isotópica distribuye la potencia radiada de forma equitativa en todas las direcciones del espacio, creando un diagrama esférico de radiación.
• 😀 La directividad de una antena directiva es mayor que 1 en las direcciones de mayor radiación y puede llegar a ser 0 en otras direcciones.
• 😀 La directividad se puede calcular de forma aproximada a partir de los anchos de haz en los planos principales del diagrama de radiación.
• 😀 La ganancia de una antena se define como la relación entre la densidad de potencia radiada en una dirección y la densidad de potencia en una antena isotópica, pero considerando la potencia entregada a la antena en lugar de la potencia radiada.
• 😀 La diferencia entre directividad y ganancia radica en que la ganancia tiene en cuenta las pérdidas de la antena, como la eficiencia.
• 😀 La eficiencia de una antena es la relación entre la potencia transmitida y la potencia entregada a la antena, y afecta directamente a la ganancia.
• 😀 La relación entre directividad y ganancia se expresa como el producto de la directividad por la eficiencia de la antena.
• 😀 Las antenas pueden tener una eficiencia muy baja (por ejemplo, 2% o 1%) y, en algunos casos, pueden tener ganancias negativas en decibelios debido a las pérdidas.
• 😀 La directividad y ganancia son parámetros importantes tanto en transmisión como en recepción, y se consideran a menudo en su valor máximo sin especificar la dirección de medición.

Q & A

¿Qué es la directividad de una antena?

La directividad de una antena es la relación entre la densidad de potencia radiada en una dirección específica y la densidad de potencia de una antena isotópica que radia la misma potencia en todas las direcciones.

¿Cómo se define la ganancia de una antena?

La ganancia de una antena se define como la relación entre la densidad de potencia radiada en una dirección específica y la densidad de potencia de una antena isotópica, pero considerando la potencia entregada a la antena, no la radiada.

¿En qué se diferencia la directividad de la ganancia?

La principal diferencia radica en que la directividad se refiere a la potencia radiada por la antena, mientras que la ganancia considera la potencia entregada a la antena, teniendo en cuenta las pérdidas por ineficiencia.

¿Por qué la directividad de una antena puede ser mayor que 1?

La directividad de una antena puede ser mayor que 1 cuando la antena radia más potencia en ciertas direcciones que en otras, concentrando la radiación en un ángulo más estrecho en comparación con una antena isotópica.

¿Qué es la eficiencia de una antena?

La eficiencia de una antena es la relación entre la potencia transmitida y la potencia entregada a la antena. Se refiere a las pérdidas que sufre la antena debido a su diseño y materiales.

¿Cómo afecta la eficiencia a la ganancia de una antena?

La eficiencia afecta directamente la ganancia de la antena. Una antena con baja eficiencia puede tener una ganancia baja a pesar de tener una alta directividad, ya que la eficiencia determina cuánto de la potencia entregada se convierte en potencia radiada.

¿Qué relación existe entre la directividad, la ganancia y la eficiencia?

La relación entre directividad, ganancia y eficiencia es que la ganancia de la antena es el producto de su directividad por su eficiencia. Esto significa que, aunque una antena tenga alta directividad, su ganancia dependerá de cuán eficiente sea.

¿Qué sucede si no especificamos una dirección al hablar de directividad o ganancia?

Si no se especifica una dirección al calcular la directividad o ganancia, se sobreentiende que se está hablando de la máxima directividad o ganancia de la antena, que corresponde a la dirección de máxima radiación.

¿Cómo se puede aproximar la directividad de una antena?

La directividad de una antena puede aproximarse utilizando los anchos de haz del diagrama de radiación de la antena. Esto se puede hacer calculando el ángulo sólido en el que la antena está radiando y utilizando esa información en la fórmula de directividad.

¿Es posible que la ganancia de una antena sea menor que su directividad?

Sí, es posible que la ganancia de una antena sea menor que su directividad debido a las pérdidas que ocurren en la antena. Esto se debe a que la ganancia se ve afectada por la eficiencia, que puede ser muy baja en algunas antenas.