¿Cómo puede aumentar el alcance de una antena?

Una antena no tiene alcance. Un transceptor sistema tiene un rango de operación.

A menudo, ese rango está limitado por la SNR mínima (Señal a ruido) que el receptor necesita para funcionar correctamente. En ese caso: el aumento de la potencia de transmisión (que es lo que aumenta el voltaje de la señal) aumentará la potencia de recepción, lo que a su vez aumentará la SNR (suponiendo que el ruido se mantenga constante). Y luego, puede alejar su receptor del transmisor.

Para muchos sistemas, no es tan simple. Por ejemplo, en los sistemas de telefonía móvil, el tamaño de la celda (es decir, el radio del círculo alrededor del cual los teléfonos usan una estación base) está, por supuesto, limitado por la potencia de transmisión. Pero: los operadores mantienen activamente ese poder muy limitado, ya que dará lugar a interferencia en otras celdas, lo que se parece al ruido al teléfono (y ese es el mejor de los casos). Por lo tanto, si un operador de red simplemente aumentara toda la potencia de transmisión de la estación base, la cobertura (y, por lo tanto, el alcance) en realidad empeoraría, no mejoraría.

Además, a menos que esté en el espacio, cuando su señal se desplace más lejos, también mostrará más efectos de canales no ideales: por ejemplo, considere el canal de múltiples rutas, donde una señal no solo tiene una forma de llegar al receptor, pero tal vez diferentes caminos con reflexiones intermedias (esto es muy típico de los escenarios urbanos de microondas, es decir, teléfonos móviles, WiFi, similares, pero también DVB-T, etc.). Ahora, la diferencia de longitud de la ruta entre la ruta más corta y la más larga (llamamos la diferencia de tiempo resultante "propagación del retardo) tiene una influencia directa en el ancho de banda del canal que puede usar (hasta que necesite ecualizadores muy capaces). Ahora, si su potencia es limitado, su camino se queda corto y los reflejos débiles simplemente no duelen tanto. Con más potencia, obtiene un mayor alcance, pero luego obtiene una propagación de retardo potencialmente mayor, lo que significa que su sistema debe recurrir a un ancho de banda más corto. lo que a su vez podría reducir la cantidad de corrección de errores que puede hacer, y terminará con un rango menos efectivo.

Además, "simplemente" aumentar el voltaje a una antena generalmente rompe las leyes, hace que los amplificadores sean más difíciles y costosos de construir, las cosas más necesitadas de energía y también introducen no linealidades (y eso significa que es malo distorsión) en los sistemas si son conducidos a la no linealidad: un receptor sensible junto a un transmisor muy "fuerte" en realidad tendrá una peor recepción, no mejor.

La NASA usa platos de 200 pies en Madrid, Canberra y Goldstone, en la red DeepSpace. A pesar de estos platos parabólicos, y de los amplificadores maser enfriados con helio líquido en el plato, los datos de Plutón eran solo unos pocos cientos de bits por segundo.

Las antenas normales suelen ser piezas de cable de un solo cuarto de onda (1 pulgada para WIFI a 2.4MHz). La adición de un trozo de cable un poco más largo (llamémoslo el Reflector), espaciado adecuadamente, a lo largo de un lado del cable original (llamado Radiador) comienza a dar forma a la "viga" completa desde un patrón uniforme hasta una respuesta más del lóbulo principal.

Agregar trozos de alambre más cortos a lo largo del lado opuesto (llame a estos trozos a los Directores) dará forma a la viga. He visto estas antenas, llamadas Yagi, Con 10 o 20 consejeros. Mire las antenas de TV para zonas marginales / rurales.

¿Esta adición de piezas de metal afinadas aumenta la "gama"? Si el rango es la distancia entre el transmisor y el receptor, con una recepción de señal exitosa, entonces sí.

Existen otras estructuras mecánicas / eléctricas para antenas. log-period-V es uno.