Parámetros Clave de Antenas: Patrón de Radiación, Ganancia, Directividad, ROE e Impedancia
Parámetros fundamentales de las antenas
A continuación se describen los principales parámetros que caracterizan el comportamiento de una antena.
Diagrama de propagación / Patrón de radiación
Diagrama de propagación/Patrón de radiación: representación gráfica tridimensional (en coordenadas esféricas) o bidimensional (cortes en planos horizontal y vertical en coordenadas polares o cartesianas) de las propiedades de radiación de la antena a una distancia fija. Ofrece información sobre:
- Lóbulo principal: dirección de máxima radiación.
- Lóbulos secundarios o laterales: pérdidas o disipación de energía.
- Ancho del haz: amplitud angular de la radiación principal.
- Dirección de apuntamiento y relación delante-atrás.
Ganancia de una antena
Ganancia de una antena: comparación entre la intensidad de campo o potencia radiada por la antena bajo estudio y la que radiaría una antena de referencia (isotrópica, en dBi, o dipolo, en dBd). Toma en cuenta la concentración de energía en una dirección y la pérdida de potencia.
Se calcula como:
G = η · D
donde η es la eficiencia y D la directividad.
Directividad (D)
Directividad (D): propiedad adimensional que describe la capacidad de una antena transmisora para concentrar la energía en una dirección específica más que en otras, o de una receptora para absorber potencia incidente de una determinada región, sin considerar las pérdidas de la antena.
Relación de Ondas Estacionarias de Voltaje (ROE)
Relación de Ondas Estacionarias de Voltaje (ROE): relación entre el voltaje máximo y el mínimo (Vmax/Vmin), o entre la corriente máxima y mínima, en la línea de transmisión debido a desacoplamientos entre el equipo y la antena. Mide la potencia reflejada de vuelta. Es un valor mayor a 1, siendo ideal que se ubique entre 1 y 1,5.
Impedancia de entrada (Ze = Re + jXe)
Impedancia de entrada: oposición al paso de corriente en el punto de alimentación o conector de la antena, necesaria para lograr el correcto acoplamiento con el generador. Su parte imaginaria (Xe) depende de la semilongitud de onda:
- Si la semilongitud del dipolo es menor que λ/4, es reactiva capacitiva.
- Si es mayor que λ/4, es reactiva inductiva.
- Si son iguales, entra en resonancia (Xe = 0).
Impedancia característica (Zo)
Impedancia característica (Zo): impedancia promedio o puntual de un dipolo o monopolo delgado. Depende de la relación longitud/diámetro del conductor y de la frecuencia de trabajo.
- Para monopolos: Zo = 60 (ln(H/a) − 1 − 0,5 ln(2H/λ))
- Para dipolos: Zo = 120 (ln(H/a) − 1 − 0,5 ln(2H/λ))