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Impedancia de alimentación de antena

Impedancia de alimentación de antena

Una antena de radio es como cualquier otra forma de carga de RF o fuente de señal. Tiene una carga o impedancia de fuente.

Para obtener el rendimiento óptimo, el alimentador de antena debe adaptarse a la antena para garantizar la máxima transferencia de potencia.

Por lo tanto, es importante comprender la impedancia de alimentación de cualquier antena para poder obtener el mejor rendimiento.

Conceptos básicos de impedancia de alimentación de antena

Esta impedancia se conoce como impedancia de alimentación de antena. Es una impedancia compleja y está formada por varios componentes: resistencia, capacitancia e inductancia.

La impedancia de alimentación de la antena resulta de una serie de factores que incluyen el tamaño y la forma de la antena de RF, la frecuencia de funcionamiento y su entorno. La impedancia vista es normalmente compleja, es decir, que consta de elementos resistivos y reactivos.

Elementos resistivos de impedancia de alimentación de antena

Los elementos resistivos se componen de dos componentes. Estos se suman para formar la suma de los elementos resistivos totales.

  • Resistencia a la pérdida: La resistencia a la pérdida surge de la resistencia real de los elementos en el aRF ntenna, y la potencia disipada de esta manera se pierde en forma de calor. Aunque pueda parecer que la resistencia "DC" es baja, a frecuencias más altas se evidencia el efecto piel y solo se utilizan las áreas superficiales del conductor. Como resultado, la resistencia efectiva es mayor que la que se mediría en CC. Es proporcional a la circunferencia del conductor y a la raíz cuadrada de la frecuencia.

    La resistencia puede volverse particularmente significativa en las secciones de alta corriente de una antena de RF donde la resistencia efectiva es baja. Por consiguiente, para reducir el efecto de la resistencia a la pérdida, es necesario garantizar el uso de conductores de muy baja resistencia.

  • Resistencia a la radiación: El otro elemento resistivo de la impedancia es la "resistencia a la radiación". Esto se puede considerar como una resistencia virtual. Surge del hecho de que la energía se "disipa" cuando se irradia desde la antena de RF. El objetivo es "disipar" tanto poder como sea posible. El valor real de la resistencia a la radiación varía de un tipo de antena a otro y de un diseño a otro. Depende de una variedad de factores. Sin embargo, un dipolo de media onda típico que opera en el espacio libre tiene una resistencia a la radiación de alrededor de 73 ohmios.

Elementos reactivos de antena

También hay elementos reactivos a la impedancia de alimentación. Estos surgen del hecho de que los elementos de la antena actúan como circuitos sintonizados que poseen inductancia y capacitancia. En la resonancia, donde la mayoría de las antenas funcionan, la inductancia y la capacitancia se cancelan entre sí para dejar solo la resistencia de la resistencia a la radiación y la resistencia a la pérdida combinadas. Sin embargo, en cualquier lado de la resonancia, la impedancia de alimentación se vuelve rápidamente inductiva (si se opera por encima de la frecuencia resonante) o capacitiva (si se opera por debajo de la frecuencia resonante).

Eficiencia

Naturalmente, es importante asegurarse de que la proporción de potencia disipada en la resistencia a la pérdida sea lo más baja posible, dejando que la mayor proporción se disipe en la resistencia a la radiación como una señal radiada. La proporción de la potencia disipada en la resistencia a la radiación dividida por la potencia aplicada a la antena es la eficiencia.

Se pueden emplear una variedad de medios para asegurar que la eficiencia permanezca lo más alta posible. Estos incluyen el uso de materiales óptimos para los conductores para asegurar bajos valores de resistencia, conductores de gran circunferencia para asegurar una gran área de superficie para superar el efecto piel, y no usar diseños donde estén presentes corrientes muy altas y valores bajos de impedancia de alimentación. Otras restricciones pueden requerir que no se puedan cumplir todos estos requisitos, pero utilizando el criterio de ingeniería normalmente es posible obtener un compromiso adecuado.

Puede verse que la impedancia de alimentación de la antena es particularmente importante cuando se considera cualquier diseño de antena de RF. Sin embargo, maximizando la transferencia de energía haciendo coincidir el alimentador con la impedancia de alimentación de la antena, se puede optimizar el diseño de la antena y obtener el mejor rendimiento.

Ver el vídeo: #0091 Adaptar impedancia de antenas con stubs parte 26. Sistemas Adaptacion, XQ2CG (Octubre 2020).