Càlcul de guany d'una antena parabòlica

Per efectuar el càlcul de guany d'una antena parabòlica' han de quedar clars els següents conceptes:

• El guany d'una antena parabòlica indica la quantitat de senyal captat que es concentra en el seu focus.

• El guany depèn del diàmetre del plat, de l'exactitud geomètrica del reflector i de la freqüència de funcionament. Si el diàmetre augmenta, el guany també, perquè es concentrarà major quantitat d'energia en el focus.

• L'exactitud geomètrica està relacionada amb la precisió amb què s'ha fabricat el reflector de l'antena parabòlica.

• L'antena ha de ser completament parabòlica de manera que hi hagi un i només un focus on se situarà l'LNB.

• Qualsevol desviació de la corba parabòlica farà que no tota l'energia que arriba al reflector es reflecteixi cap el focus, sinó en un punt per davant, per darrere o al costat d'aquest, amb la qual cosa es perdrà energia, com a conseqüència de les irregularitats mecàniques de la superfície del reflector.

• Un cop o un abonyegament present en el plat farà que els senyals reflectits no es concentrin correctament cap al focus, disminuint amb això l'energia electromagnètica efectiva en el focus (on se situa l'LNB).

• Com més alta sigui la freqüència, menor haurà de ser el diàmetre del reflector. Així, per a un senyal de 5,8 GHz necessita un reflector de menor diàmetre que per un senyal de 2.4 GHz. El guany del reflector s'expressa en dB i es defineix respecte a una antena isotròpica (antena omnidireccional que es considera de guany unitari), és a dir, en relació a una antena que "emeti" exactament el mateix senyal en totes direccions.

Posem un exemple de càlcul. Per a una antena HyperLink Wireless brand de 5,8 GHz amb les següents característiques:

Tenim que el guany d'una antena parabòlica ve donada per la fórmula:

$G={n}{Pi^{2}}{D^{2} \over L^{2}}$

• G = guany de potència (no en dB)

• n = eficiència global

• D = diàmetre del plat

• L = longitud d'ona d'espai lliure

1. A 5,8 GHz la longitud d'ona està donada per:

Longitud d'ona = c/f = 300 * 10exp6 m/s/5,8 * 10exp9 Hz = 5,17 cm

Per la dada de l'eficiència, tindrem en compte que la representació de l'eficiència global d'il·luminació del reflector ( g) en funció de l'angle d'obertura màxim  0, vol dir que aquesta eficiència serà màxima per a un angle en el que el pedestal del camp en l'obertura C està 10 dB per sota del màxim.

Tindrem :

2. Considerant que tenim una eficiència del 80% per la qual cosa:

G = 0,8 * 9,86 * 0,36 m/0,0517 m = 1062,4 (guany en potència)

G = 10 * log 1062,4 = 30,26 dB

Com es pot veure, el valor és molt proper al proporcionat en el full de característiques de l'antena.

3. També podem calcular la seva obertura del feix, per a això s'utilitza la següent equació:

Ample de Feix = 70 * L/D = 70 * 0,0517/0,6 = 6,031º, tal com s'indica en el seu full de característiques.

Enllaços externs

• Electronic Communication Systems - per Roy Blake
• http://arantxa.ii.uam.es/~acaf/Documentacion/TemaVII_reflectores.pdf Apunts Màster de la Universitat Autònoma de Madrid