¿Cuánto afecta el tamaño físico y la forma de una antena de RF a su alcance / penetración?

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Tengo curiosidad por las propiedades físicas de las pequeñas antenas dentro de muchos dispositivos integrados (así que ~ 2.4 gHz si la frecuencia es importante).

Hizo este gráfico para reducir la tipografía:   Círculo rojo = objetivo
Barra gris = obstrucción de hormigón
Barra negra = solo divisores para los diferentes senarios
1: antena regular
2: 2x como antena larga
3: 3 veces más larga, antena curva

¿Cuál sería la diferencia en estos casos?
¿Alguno de estos cambios afecta la intensidad de la señal en general?
Si es así, ¿aproximadamente cuántas veces en relación con la primera?

    
pregunta House3272

2 respuestas

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¿Cuánto afecta el tamaño físico y la forma de una antena de RF a su alcance / penetración?

Completamente. Absolutamente. Una antena está completamente definida por su forma, tamaño y material.

Una pequeña modificación en el diseño puede cambiar drásticamente una antena.

  

¿Cuál sería la diferencia en estos casos?

Lo siento, la respuesta es:

Las antenas no son tan simples.

Una antena debe diseñarse exactamente para la frecuencia y el ancho de banda, la impedancia y la dirección en que se va a utilizar. Por lo tanto, no es como si pudieras tomar cada diseño y hacerlo dos o tres veces más y esperar que continúe trabajando.

Como ejemplo práctico:

Una antena muy común es el monopolo de cuarto de onda. Si duplica su longitud, obtiene un máximo actual en los límites (donde solía haber un mínimo) cuando el punto de alimentación tiene un máximo, que ciertamente no es lo que desearía al construir una antena con la misma impedancia de onda. y sigue teniendo un haz principal normal a la extensión del dipolo.

Entonces, no, no podemos decirle cómo se comportarán estas otras antenas. Tendrá que especificar exactamente cómo se verán, y luego, normalmente los analizará manualmente o les lanzará una simulación.

  

¿Alguno de estos cambios afecta la intensidad de la señal general?

Sí. Pero:

La intensidad de la señal y la forma y el tamaño de la antena no están directamente relacionados; utilizar una forma diferente producirá un patrón de ganancia diferente, es decir, la antena se irradiará en diferentes direcciones con una potencia relativa diferente, pero tampoco es como si fuera monótono que una la simple antena "ampliada" dará como resultado una mayor ganancia en la dirección normal de la antena; en el sentido opuesto, en algunas longitudes de una antena lineal, en realidad obtendría una emisión de cero en la dirección en que parece Pensar es siempre la dirección principal. Y: al cambiar el tamaño de su antena, también cambia cosas como la impedancia, ¡y eso significa que reducirá la eficiencia de la antena!

  

Si es así, aproximadamente ¿cuántas veces en relación con la primera?

Algo entre 0 veces más y 100,000 veces más. Imposible decirlo.

Entonces: me temo que no hay un atajo para aprender lo básico sobre la antena y el sistema de antena si desea diseñar antenas. Lo siento.

Ahora, tienes algo que complica: el obstáculo concreto.

Nuevamente, lamentablemente, la propagación de radio tampoco es tan sencilla . Un emisor que golpea la pared con un haz de onda plana muy agradable en el centro probablemente será el que más absorba, mientras que algo que "golpee" los bordes de su pared probablemente hará uso de la difracción y la refracción, pero eso depende de la relación de forma de la pared, longitud de onda, material de la pared (hay armamentos de acero) y posición relativa de la pared, la antena y el objetivo (medido en longitudes de onda).

    
respondido por el Marcus Müller
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El tamaño de la antena depende de la frecuencia de operación. A baja frecuencia, como una antena de 2,4 GHz (Bluetooth), el tamaño será grande en comparación con la antena de alta frecuencia como 28 GHz (Antenas 5G). La potencia de penetración de la antena (o la ganancia y la eficiencia de la antena) aumentan con el tamaño de la abertura (tamaño físico del radiador) de la antena. Dado que la restricción del tamaño de la antena se rige por la frecuencia de operación, se utiliza la técnica de la matriz de antenas (aumenta el tamaño de la abertura) para aumentar el poder de penetración de la antena.

    
respondido por el Anil Pandey

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