Antenas são usadas neste moderno comunicação para transmitir os dados e receber os dados por meio de um canal com fio ou canal sem fio. Ou de outra forma, pode ser definido como transmitir e receber as ondas de rádio em todas as direções horizontais ou em uma direção particular. Essas antenas atuam como uma interface entre os sinais elétricos e os sinais de rádio. Aqui, os sinais elétricos são encaminhados por meio de condutores de metal e os sinais de rádio se propagam pelo espaço livre. Heinrich Hertz foi a primeira pessoa a desenvolver uma antena no ano de 1886. Ele criou uma antena dipolo e com sinais elétricos, ele transmitiu e recebeu os sinais. Mais tarde, no ano de 1901, Marconi era o cientista que enviava as informações pela região atlântica. Os parâmetros da antena são mais importantes. Os parâmetros são diretividade (D), ganho da antena (G), resolução, padrões, área do feixe da antena, eficiência do feixe da antena, eficiência da antena ( a ) Neste artigo, discutiremos as informações completas relacionadas ao ganho da antena.
O que é um ganho de antena?
Podemos definir a antena ganho como a combinação de eficiência da antena e diretividade da antena, e isso depende desses parâmetros. Então esses dois podem ser efeitos do ganho de uma antena. Antes de discutirmos o ganho da antena primeiro, precisamos saber qual é a diretividade da antena.
Diretividade da antena
Pode ser definido como a razão entre a intensidade máxima de radiação de uma antena de teste e a intensidade de radiação de uma antena isotrópica ou antena de referência que irradia a mesma potência no total. A diretividade pode ser denotada por D.
A diretividade da antena mostra como ela é capaz de irradiar a energia em uma ou mais direções específicas. O padrão de radiação de uma antena determina seu valor de diretividade.
diretividade da antena
Então, Directividade D = intensidade máxima de radiação de uma antena de teste / intensidade de radiação de uma antena isotrópica. Aqui, a antena isotrópica é uma antena ideal, que irradia sua potência igualmente ou uniformemente em todas as direções para o espaço. Não há nenhuma questão física de antena isotrópica e ela pode ser considerada apenas uma antena de referência.
De outra forma, a diretividade da antena pode ser definida como a razão entre a intensidade máxima de radiação da antena de teste e a intensidade média de radiação da antena de teste.
Diretividade da antena D = intensidade máxima de radiação de uma antena de teste / intensidade média de radiação de uma antena de teste.
D = Ф (θ, Ф) max / Фavg
D = Ф (θ, Ф) max / (Wr / 4 π)
D = 4 π Ф (θ, Ф) max / Wr
Portanto, D = 4 π (intensidade máxima de radiação) / potência total de radiação.
Eficiência da antena
Este é o parâmetro importante de uma antena. A eficiência de uma antena é definida como a relação entre a potência irradiada em todas as direções e a potência total de entrada fornecida a seus terminais. Devido à perda de resistência na antena, a entrada total aplicada não é irradiada para a direção desejada. Eficiência da antena denotada por ' a ‘. A eficiência da antena pode ser conhecida em porcentagens também quando é multiplicada por 100. Normalmente, o fator de eficiência da antena está entre 0 e 1.
Eficiência da antena a = Potência irradiada por uma antena / entrada total
a = Pr / (Pr + Pi) [Pr = potência irradiada Pi = perdas ôhmicas na antena]
Medição de ganho de antena
Ganho calculado principalmente na figura de mérito. Aqui, o ganho é denotado por G ou ganho de potência Gp. Por ganho, podemos calcular o padrão de radiação da antena. “O ganho da antena é definido como a razão entre o máximo da intensidade de radiação de uma antena em determinada direção e o máximo. a intensidade da radiação de uma antena isotrópica ”quando a mesma quantidade de energia é aplicada a ambas as antenas.
padrão de ganho
“Quando a diretividade é convertida para decibéis, podemos defini-la como ganho da antena”.
Ganho G = Intensidade máxima de radiação da antena em questão (Фs) / Intensidade máxima de radiação da antena isotrópica (Фi)
O ganho de uma antena G = Eficiência da antena * Diretividade da antena D
Unidades de ganho - dB (decibéis), dBi (decibéis relativos a uma antena isotrópica), dBd (decibéis relativos à antena dipolo)
O valor de ganho indica o quanto sua antena teve sucesso ao converter a potência de entrada em ondas de rádio em uma direção específica e como ela converte as ondas de rádio em forma elétrica no lado do receptor. Às vezes, o ganho é discutido em função do ângulo. Neste caso, o padrão de radiação deve ser considerado.
Fórmula de ganho de antena
Pelo valor de ganho, podemos saber a quantidade de reforço de sinal fornecida à entrada pela antena.
Ajuda na fase do receptor, quanta potência é necessária para reproduzir o mesmo sinal transmitido do canal.
Ganho de uma antena em questão ou antena de teste Gt = Gi + 10log10 (Pt / Pi)
Onde
Gt = Ganho da antena testada
Gi = Ganho de uma antena isotrópica
Pt = Potência irradiada pela antena de teste
Pi = Potência irradiada pela antena isotrópica
Conversão de ganho de antena
O ganho da antena é expresso em decibéis (dB) porque se o ganho for expresso em unidades regulares, como em termos de watts, nesses casos, ao calcular a potência recebida, então o resultado seria muito pequeno, ou seja, às vezes também cederá na forma exponencial. É difícil considerar todas as vezes que esses tipos de valores, então, o ganho pode ser expresso em termos de decibéis (dB). 5 dB significa 5 vezes a energia em relação a uma antena isotrópica em sua direção de pico de radiação.
As unidades lineares são convertidas em decibéis, seguindo esta equação.
Pdb = 10 log10p
Outra unidade para ganho de antena é dBm. Isso significa decibéis em relação a um miliwatt.
1W = 1000mw = 0dB = 30dBm
dBi é outra unidade para o ganho de uma antena e seu decibel de ganho em relação a uma antena isotrópica. dBi significa duas vezes a potência em relação a uma antena isotrópica em sua direção de pico de radiação.
Portanto, o ganho pode ser expresso em unidades de decibéis ou decibéis mili-watt ou decibéis isotrópicos da antena. Na maioria das vezes, é expresso apenas em decibéis (dB).
Como aumentar o ganho da antena?
O ganho de uma antena mostra sua capacidade de irradiar os sinais para canalizar em qualquer direção. Se o ganho for maior, essa antena pode transmitir mais potência ao receptor em uma direção específica e atenua todos os outros sinais de outras direções. Se a antena irradia os sinais igualmente em todas as direções, isso pode ser possível apenas por uma antena esférica, é chamada de antena isotrópica e não existe em tempo real.
Se o ganho for maior sempre é uma vantagem para o circuito, mas depende apenas da necessidade. Os métodos a seguir são úteis para aumentar o ganho de uma antena.
Eles estão
- A área efetiva da antena.
- Refletores parabólicos
- Matrizes de elemento
- Matrizes de refletores
- Eficiência da antena
- Diretividade.
O antena é mais útil no campo da comunicação para irradiar e receber ondas de rádio por meio de uma forma elétrica no canal. Existem diferentes tipos de antena. Tipos de antena estão tendo uma estrutura diferente com cada um deles. Conforme a necessidade, eles têm sido usados e se o ganho da antena pode ser baixo ou alto, ou seja, puramente dependente apenas da necessidade. Se o ganho for maior, então ele é capaz de irradiar os sinais em uma direção específica para o espaço. Se o ganho for baixo, sua cobertura é uma faixa mais ampla. Se você observar os sistemas de comunicação diários, podemos obter mais informações sobre a importância da antena e o valor do ganho da antena.
