Posibilidad de una antena extremadamente direccional

Nunca se cumplirán sus requisitos.

Una antena parabólica es la mejor para proporcionar enfoque y si miras el dispositivo Voyager II, utiliza una antena parabólica de 3,7 metros a aproximadamente 3 GHz. Esto daría un ancho de haz medio de 3dB de aproximadamente 0,91 grados.

Estoy usando el ejemplo de Voyager II porque no enviarían algo a los planetas en los que no se había pensado (juntas tóricas excluidas de esta declaración).

A 1 GHz, este ángulo de medio haz aumenta a 2.74 grados

A 1 GHz y un plato de 1 m, esto aumenta a 10.2 grados

Consulte esta calculadora para verificar. Para ayudarlo a obtener más ideas sobre esto, siga estas reglas: -

• Si duplica la frecuencia, la ganancia de una antena se cuadruplicará.
• Si duplica la frecuencia, el ancho del haz de una antena se reducirá a la mitad.
• Si duplica el diámetro de la antena (manteniendo la frecuencia igual), la ganancia de la antena se cuadruplicará.
• Si duplica el diámetro de la antena (manteniendo la frecuencia igual), el ancho del haz de una antena se reducirá a la mitad.

Es fácil calcular el ancho de haz más estrecho posible desde una estructura de antena. Esto le dará una idea del tamaño de antena requerido para lograr un cierto ancho de haz.

Es necesario conocer la dimensión de la antena y la longitud de onda. Dibuje una vista bidimensional de la geometría de una onda que incide en la antena. Calcula el ángulo más pequeño en el que la onda en el borde estará desfasada 180 grados con la onda en el centro. Este es el ángulo del primer nulo, el ancho de haz 3dB podría ser aproximadamente la mitad de este.

Este método es para antenas planas. Las antenas de onda lenta (yagi, hélice, barra dieléctrica) tienen un área efectiva más grande que su área frontal física. Pero tampoco esperes un almuerzo gratis aquí.

Sin embargo, una sugerencia: busca algo llamado antena monopulso.

Está hecho de dos antenas de algún tipo, conectadas a una red de suma y diferencia. El canal de la suma solo tiene el patrón combinado de las dos antenas, todavía bastante amplio. Pero el canal de diferencia tiene un valor nulo en la vista de entrada, que es muy estrecho, si la señal es lo suficientemente fuerte.

Para las típicas antenas parabólicas (que incluyen antenas de malla y antenas parabólicas sólidas), un rule of thumb is

B = k λ / d

donde

• B = el ancho del haz de media potencia en grados
• λ = longitud de onda
• d = diámetro de la antena
• k = factor de iluminación de la antena, generalmente cerca de 70

  

Estoy buscando una antena pequeña (tamaño < 10 cm) con media potencia   ancho de haz inferior a 10 grados

Al reorganizar los términos en la fórmula anterior, obtengo

λ = B d / k = ~ 10 grados * 0.10 m / 70 ~ = 0.014 m

frecuencia = c / & lambda ~ = (3e8 m / s) / (0.014 m) ~ = 21 gigahertz

que da una frecuencia de 21 gigahertz. Al reducir el tamaño dy el ancho de haz B aumentará la frecuencia requerida.

Si su antena tiene un tamaño pequeño, es imposible sortear los límites físicos fundamentales de su ancho de haz y ganancia, sin importar si es Yagi, parabólica, logarítmica periódica o cualquier otro tipo de antena. Ver Randy Bancroft. "Límites de dimensiones fundamentales de las antenas: Asegurar las dimensiones adecuadas de la antena en los diseños de dispositivos móviles" .

búsqueda de dirección

Muchos búsqueda de transmisores y sistemas de búsqueda de direcciones , como los utilizados en el deporte de búsqueda de direcciones de radioaficionados , busque la dirección de algún transmisor girando la antena para (contraintuitivamente) encontrar la señal mínima (la "posición nula"), en lugar de la señal máxima que uno podría esperar. Los nulos son más nítidos (y más fáciles de encontrar una dirección exacta) que los máximos para la mayoría de las antenas (¿todas?).