Cisco explicación de la antena
Aquí dice que la antena es un dispositivo pasivo que no ofrece ninguna potencia adicional a la señal. Pero al mismo tiempo, dice que la antena es responsable de aumentar la cantidad de energía a una señal de radiofrecuencia (RF).
¿Entonces no entiendo, no son cosas opuestas? ¿Cómo puede ser un dispositivo pasivo y aumentar la cantidad de energía a una señal de RF?
Una antena es un dispositivo pasivo.
La ganancia de una antena se refiere a su eficiencia de directividad en comparación con una antena isotrópica.
Una antena isotrópica es una antena teórica que se irradia por igual en todas las direcciones. Si esta antena estuviera encapsulada en el centro de una esfera, iluminaría todas las partes de la esfera de manera igual y uniforme.
Todas las demás antenas del mundo real no iluminan una esfera por igual. Algunas áreas de la superficie tienen más poder que otras áreas. Como resultado de que la antena favorece algunas áreas de la superficie en comparación con otras, se dice que la antena tiene ganancia en comparación con una esfera iluminada de manera uniforme. El área o dirección con la mayor potencia se considera el lóbulo principal de la radiación.
Si bien la radiación se ha utilizado en esta descripción, debido a la teoría de la reciprocidad, se aplica igualmente a una antena receptora.
También puedes pensar en esto en el contexto de una bombilla de linterna / linterna. Si enciende la bombilla sin su reflector, no parece ser muy brillante. Pero si ahora coloca un reflector de haz muy estrecho detrás de él, puede iluminarlo en los ojos de alguien con resultados casi cegadores. La energía emitida por la bombilla no ha cambiado, pero para el observador es como si la bombilla fuera muchas veces más brillante. Esto es análogo a la ganancia de antena.
Esa es una buena observación.
La confusión proviene de lo que se entiende por "ganancia" en el caso especial de las antenas. Para circuitos ordinarios, la ganancia es generalmente la potencia de salida dividida por la potencia de entrada. Tienes razón en que los componentes pasivos no pueden tener "ganancia" (en este caso, se utiliza para indicar ganancia > 1).
Sin embargo, para las antenas, hay dos diferencias importantes en lo que significa "ganancia":
Esto es como una linterna con un reflector que enfoca la luz en una dirección particular. En este contexto, se puede decir que el reflector tiene una alta ganancia en una dirección estrecha, pero casi 0 en otras direcciones. La potencia lumínica total emitida no excede la luz que está apagando la bombilla. Pero, visto a una distancia desde donde se enfoca el haz, puede aparecer de esa manera.
Esto tiene sentido cuando lo piensas, ya que estás interesado en ganar en una dirección particular. El poder absoluto no significa mucho en ese contexto. Lo que importa es la potencia por ángulo sólido. La referencia obvia es la potencia por ángulo sólido que se obtiene si la potencia se distribuye uniformemente en todas las direcciones, lo que se denomina un patrón de radiación esférico.
Dado que los dipolos son la antena básica de bajo nivel, a veces la ganancia de una antena en particular se cotiza en relación al dipolo en la dirección de radiación óptima del dipolo . Sin embargo, esto debe ser expresado explícitamente. Supongamos que la "ganancia" no calificada de una antena es relativa a un patrón de radiación esférico.
Por lo tanto, la ganancia de una antena es realmente una medida de cuánto puede concentrar la potencia radiada en una dirección particular. Las antenas son dispositivos pasivos y no pueden crear más potencia de salida que la de entrada.
En su forma más básica, las antenas son dispositivos pasivos. Los productos anunciados como antenas activas son dispositivos pasivos con amplificadores agregados a la red de alimentación.
Sin embargo, una de las propiedades más importantes para una antena es su ganancia. La ganancia es una propiedad direccional que se expresa comúnmente en decibeles referenciados a isotrópicos (dBi). Una antena isotrópica irradia la misma potencia en todas las direcciones y, por lo tanto, su ganancia es de 1 dBi en todas las direcciones. Sin embargo, las antenas reales se irradian en patrones que son más grandes en algunas direcciones que en otras. A continuación se muestra una sección transversal del patrón de radiación para una antena dipolo. Tiene la forma de una dona.
En el pico del patrón de radiación para el dipolo, está irradiando 1.64 veces más potencia que un patrón isotrópico en esa dirección dada la misma potencia de entrada. Por lo tanto, en esa dirección, la ganancia equivalente es 2.15 dBi (\ $ 10 \ log (1.64) \ $). Sin embargo, puede ver que casi ninguna potencia se irradia por encima o por debajo de la antena.
Para cualquier antena perfectamente adaptada sin pérdidas resistivas, la integral sobre la esfera de la potencia radiada total será la misma para la misma potencia de entrada. Sin embargo, se irradiará más poder en ciertas direcciones que en otras.
Las antenas parabólicas son antenas que tienen mucha ganancia en un haz muy estrecho. Se utilizan para enviar señales con mucha pérdida (alta frecuencia) a grandes distancias. La ganancia adicional de su directividad les permite superar la pérdida de espacio libre.
Es pasivo, ya que no tiene componentes electrónicos y no requiere fuente de alimentación.
Sin embargo, la forma y el tamaño de la antena afectan la forma y el tamaño del patrón de radiación que se emite desde ella.
En el corazón, todas las antenas son solo un "dipolo", es decir, dos conductores que se alejan entre sí (o un monopolo y el suelo (el segundo polo) que es lo que se ve con una antena de FM tradicional). Este dipolo crea un patrón de radiación con una polarización (dependiendo del ángulo del dipolo). Las diferentes longitudes crean diferentes patrones de radiación (a menudo representados como rosquillas alrededor de la antena). Algunas longitudes hacen que la forma de onda de la corriente dentro del conductor se doble sobre sí misma (1/4 de longitud de onda) duplicando la corriente aparente en cualquier punto del conductor, aumentando así la potencia instantánea pero a costa de la "altura" del patrón de radiación.
Entonces, muchas antenas también tienen porciones externas que dan forma a la energía irradiada en un patrón más utilizable. Por ejemplo, un plato parabólico formará la energía radiada en más de un rayo. Una matriz Yagi (antena de TV) hace que se parezca más a la forma de una llama. Hay muchos arreglos para diferentes situaciones.
Pero básicamente:
Dado que hay una cantidad fija y finita de energía en ese patrón de radiación, ahora puede ver que darle forma es simplemente un caso de movimiento de energía de una parte a otra. Obtienes menos poder detrás de una matriz Yagi que la que tienes delante. Se dice que dichas antenas son direccionales en el sentido de que funcionan mejor en una dirección. Sin esos elementos externos de conformación, obtienes una antena omni-direccional (que en realidad es un nombre inapropiado, ya que es realmente en 2 dimensiones que es "omni").
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