GANHO
DE UMA ANTENA
No caso de termos modelos de antenas unidirecionais, estima-se o valor D, verificando-se os ângulos de meia potência, porém mesmo assim, a margem de erro é bastante elástica, podendo desta forma o modelo não ter o resultado satisfatório, pois quanto menos diretiva e mais lobulada a antena maior o erro.
Ef = Rr / (Rr+Rp)
Onde:
Ef é a eficiência. Rr
é a resistência de radiação
dada em valor por unidade.
Para se ter o rendimento em decibnéis, o rendimento é igual a 10 vezes o log decimal da relação.
Quanto mais diretiva uma antena melhor é sua distribuição de potência, portanto maior é seu ganho.
Logo, ganho de antena é a expressão de quantas vezes ela é melhor do que outra padrão, este é dado por dB (decibel). O padrão pode ser um isotrópico, ou um dipolo de aferição semelhante à antena testada. Antena
de maior ganho é aquela que entrega e recebe mais
''potência do meio'', ou seja, aquela que irradia e recebe
a maior quantidade de energia. Para a definição de ganho e tendo as duas antenas à mão, fica fácil deduzir a fórmula básica de ganho.
Logo,
quando se fala em ganho de antenas, deve-se defini-lo em relação
a uma antena teste ou sobre o isotrópico, ou seja:
ou,
*Ganho de uma antena é = Máxima intensidade de irradiação de uma antena em estudo / Máxima intensidade de irradiação de uma antena de referência.
ou,
Ganho (Em dB) = 10 log10 (P antena teste / P antena padrão)
*Deve
ser obedecida a condição da potência de
entrada de ambas antenas, esta deve ser idêntica.
Para executar testes de rendimento de antenas, o experimentador deve se basear em tabelas já formuladas e testadas na prática, e não se devem omitir alguns conceitos e fórmulas matemáticas. Sempre
que medimos o ganho de uma antena, se deve levar em conta se
estamos trabalhando nosso raciocínio com campos ou com
potências. Uma vez determinado qual o padrão, este
deve se manter.
u(t) = Ucos ( w t +Ø )
onde
multiplica-se
a função original por : A medição de campo absoluto pode ser feita em volts por metro usando-se diagrama linear. A
medida do campo relativo é feita tomando-se em conta a
referência do valor máximo do campo ao longo da
variação dos ângulos, normalizando-se desta
forma as resultantes encontradas, temos o campo resultante:
Para
cada antena deverá ser levantada a formulação
adequada e particular, após o levantamento gráfico,
embora possamos usar a formulação geral com boa
aproximação. Embora para amadores não haja
necessidade de tal purismo, profissionalmente este deve ser
acompanhado de embasamento formal.
Eq= fq ( q , Ø ) EØ
= fØ (q
, Ø)
Prmax
=(1 / 2 ) . ( E2max /h)
E2
= ( E q )2 + (
EØ )2
E=
campo elétrico total
r2Prmax
= Umax
Pr/Prmax
= U/Umax = ( E/Emax)2
*Se
a variação for apenas com o inverso de r , estamos
no campo distante.
Outra maneira de determinar o ganho de uma antena é a distância, este porém, vai depender da honestidade e da acuidade perceptiva de quem utiliza o essímetro, além das condições momentâneas de propagação de sianal que podem levar a erros de avaliação.
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Quando se constrói uma antena, deve-se seguir algumas pequenas regras para que possamos ter um rendimento e um ganho satisfatório. Acima: Sistema irradiante com refletor apontado para cima. Este tipo de antena se presta para comunicados a curtas e médias distâncias. O seu ganho aproximado gira em torno de 4,5 dB sobre o dipolo de meia onda. Pelo fato de mandar e receber os sinais de/para cima, seu sistema de emissão/recepção é onidirecional. Dependendo da altura do solo, estas antenas são bastante silenciosas o que favorece a recepção. A desvantagem está no fato de não serem de alto rendimento para comunicados a longa distãncia (DX).
Acima: gráfico de variação de impedância de um dipolo em relação ao solo na polarização vertical e horizontal.
Os gráficos acima demonstram a variação do ganho e da impedância em yagis dois elementos utilizando ou refletor em relação ao elemento ativo ou diretor. Note que tanto o ganho quanto a impedância variam conforme se varia a distância entre os elementos ativos e passivos. Se utilizando adequadamente os dois gráficos, podemos deixar a antena com a impedância e ganho desejados.
Veja:
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