Cálculo de ganancia de antenas parabólicas

Cálculo de la ganancia.

Conceptos para el cálculo de ganancia que han de quedar claros:

La ganancia de una antena parabólica indica la cantidad de señal captada que se concentra en el alimentador. La ganancia depende del diámetro del plato, de la exactitud geométrica del reflector y de la frecuencia de operación.Si el diámetro aumenta, la ganancia también, porque se concentra mayor energía en el foco. La exactitud geométrica está relacionada con la precisión con la que se ha fabricado el reflector de la antena parabólica. La antena debe ser parabólica de modo que exista uno y sólo un foco y que en él se debe colocar el alimentador. Cualquier desviación de la curva parabólica hará que toda la energía que llegue al reflector no se refleje en el foco, sino en un punto por delante o por detrás de éste, con lo cual perderemos energía. Lo propio para las irregularidades mecánicas en la superficie del reflector. Un golpe o abolladura presente en el plato hará que las señales reflejadas no se desvíen correctamente hacia el foco disminuyendo la energía electromagnética efectiva en el alimentador. Por otra parte, cuanto mayor sea la frecuencia, menor deberá ser el diámetro del reflector. Así, una señal para 5.8 GHz necesita un reflector de menor diámetro que otra señal en 2.4GHz. La ganancia del reflector se expresa en dB y se la define con respecto a una antena isotrópica (antena de longitud omnidireccional que se considera de ganancia unitaria); es decir, en relación a una antena que reciba exactamente lo mismo en todas direcciones.

Para la antena modelo: HyperLink Wireless de siguientes caracteristicas técnicas:

Tenemos que la ganancia de una antena parabólica viene dada por:

G= n* (Pi* D / L)2

G = ganancia de potencia ( no en dB)

n = eficiencia global

D = diámetro del plato

L = longitud de onda de espacio libre

1. A 5,8 Ghz la longitud de onda está dada por:

L = C/f = 300*10exp6 m/s/ 5,8*10exp9 Hz = 5,17 cm

Para el dato de la eficiencia, tendremos en cuenta que la representación de la eficiencia global de iluminación del reflector (g) en función del ángulo de apertura máximo 0, indica que para que dicha eficiencia sea máxima se produce para un ángulo en el que el pedestal del campo en la apertura C está 10 dB por debajo del máximo.

2. Considerando que tenemos una eficiencia del 80 %:

G= 0.8 * 9,86 *( 0,36 m / 0,0517 m)^2 = 1062,4 (ganancia en potencia)

G= 10* log 1062,4 = 30,26 dB

Como podemos ver, el valor es muy cercano al proporcionado en la hoja de características de la antena.

3. Para la apertura del haz, se utiliza la ecuación:

= 70 *L / D = 70 * 0,0517 / 0,6 = 6.031 grados, como indica en su hoja de caracteristicas.