Cómo calcular el ancho de haz

Escrito por don patton | Traducido por maría florencia lavorato
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Cómo calcular el ancho de haz
El ancho de haz es una representación de la gama angular de la señal transmitida o recibida de una antena. (Comstock Images/Comstock/Getty Images)

El ancho de haz es una representación de la gama angular de la señal transmitida o recibida de una antena. La anchura de haz teórica depende de la geometría de la antena y de la frecuencia de la señal. La anchura de haz real se puede calcular a partir de mediciones de la potencia de pico y los ángulos, a los puntos donde la potencia de la señal es la mitad de su valor de pico. Esto se conoce como los puntos 3 dB. El nivel de tensión recibida cae a un valor de la mitad de la raíz cuadrada de dos (0,707) o 3 decibelios por debajo del pico.

Nivel de dificultad:
Difícil

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Necesitarás

  • Medidor de potencia
  • Fuente de señal con bocina de alimentación
  • Dispositivo de medición de ángulo

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Instrucciones

    Encontrando un valor teórico

  1. 1

    Calcula la longitud de onda de la señal. La longitud de onda es c dividido entre f. La constante c es la velocidad de la luz (300 millones de metros / segundo), y f es la frecuencia de la señal en Hertz. Si la antena se utiliza para una amplia gama de frecuencias, la anchura de haz variará. Si es así, será necesario calcular por separado para diferentes frecuencias.

  2. 2

    Determina el diámetro de la antena (D) en metros. Esta información debe ser proporcionada por el fabricante.

  3. 3

    Calcula el ancho de haz de potencia media como k veces la longitud de onda dividida por D. k es una constante que es una función del diseño de la antena. Si no conoces el valor exacto para tu antena, puedes utilizar el valor típico para una antena de reflector parabólica, que es de 70 grados.

    Ejemplo: una señal de 3 GHz tiene una longitud de onda de 3 x 10E8 m/s dividido entre 3 x 10E9 Hertz o 0,1 metros. Si el diámetro de la antena es de 10 metros, la anchura de haz a esa frecuencia es de 70 grados veces 0,1 metros dividido entre 10 metros, o 0,7 grados.

  4. 4

    Utiliza la ganancia de la antena. Un método alternativo de cálculo de la anchura de haz implica la ganancia de la antena (G), si está documentado por el fabricante o se ha medido previamente. Convierte la ganancia de potencia de logarítmica a unidades lineales dividiéndola por 10 y exponiendo el resultado a una base de 10.

  5. 5

    Calcula el ancho del haz en grados dividiendo 27.000 entre la ganancia lineal.

    Ejemplo: una ganancia de 40 dB equivale a 10 por la potencia de (40 dB/10, que es 4) = 10.000. El ancho de haz sería 27.000 / 10.000 = 2,7 grados.

    La ganancia también depende de la frecuencia de funcionamiento, por lo que este cálculo de ancho de haz sólo será válido en la frecuencia correspondiente por el valor de ganancia.

    Medición del valor actual

  1. 1

    Conecta un medidor de potencia a la alimentación de la antena. El método específico de la conexión dependerá del diseño de la antena y del medidor de potencia utilizado.

  2. 2

    Utiliza la fuente de la señal y su bocina de alimentación para aplicar una señal transmitida a la antena en la frecuencia de funcionamiento. Consulta las instrucciones de funcionamiento de la fuente de señal que utiliza.

  3. 3

    Mide la potencia mientras se varía el ángulo de la antena. Consulta el manual de instrucciones del medidor de energía que estás utilizando. Encuentra el punto de mayor potencia y registra la lectura de la potencia y de la posición de la antena.

  4. 4

    Varía la posición de la antena en cada dirección para encontrar los dos puntos en donde la potencia es la mitad del valor pico. Registra cada desplazamiento angular.

  5. 5

    Calcula la anchura de haz a potencia media restando un ángulo del otro.

    Ejemplo: si la potencia máxima medida es de -30 dBm, varía el ángulo de apuntamiento en una dirección hasta que la potencia se lea -33 dBm (la mitad de la potencia pico). Entonces varía el ángulo hacia la otra dirección hasta que se obtenga la misma lectura en el lado opuesto del pico. Si los dos desplazamientos angulares son de 2,5 grados y -2,2 grados, el ancho del haz es de 2,5 - (-2,2) o 4,7 grados.

Consejos y advertencias

  • El ancho de haz también se puede medir en el modo de transmisión. Para ello, sigue el procedimiento anterior para la medición en el modo de recepción, excepto aplica la señal de prueba a través de la alimentación de la antena y mide la potencia de la señal con un medidor de intensidad de campo situado en el patrón de la antena en lugar de utilizar un medidor de potencia.

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