Antenas, Ganancia y Potencia - EA2CDY

Siempre se discute acerca de la ganancia de una u otra antena, llegando en la mayoría de los casos a una conclusión dispar y no ecuánime.

La motivación está dada mayormente por la desinformación generada en la mayoría de los fabricantes de antenas, quienes para poder vender su producto, sobre valoran la salida en dB, ya sea por mero engaño, o en la mayoría de los casos obligados por la competencia desleal de antenas de menor calidad sobre infladas en sus medidas de decibeles cuando en realidad aumentan esa ganancia.

Se llega a  extremos tales de presentar incluso, irrefutables diagramas gananciales en polarización y otros detalles técnicos  anexos que sólo persiguen el convencer al posible comprador y confundirlo con graficas que a veces no conoce o no entiende.

Otra causa aunque en menor grado, la otorgan los inventores o modificadores de antenas; quienes por mero orgullo tienden a exagerar las "eficiencias" de sus diseños a fin de no quedar rezagados respecto a los modelos ya consolidados en el mercado.

Muchos poseedores de antenas verticales se resisten a aceptar esta síntesis, pero la ingeniería electrónica sólo puede ser rebatida con ingeniería electrónica. Para tales efectos, le sdamos unas comparaciones de la ganancia de algunas antenas

Esta tabla es usando de referencia a un radiador isotropico .

Cuando hablamos de antenas y de sus ganancias, al principio se tuvieron que basar en algo con lo que compararlo, por este motivo se ideó una antena imaginaria omnidireccional a la que llamó radiador isotrópico, de 0 dB de ganancia y y que irradiase la señal en todas la direcciones, como si este fuese una esfera perfecta, aunque en la práctica esto es difícil conseguirlo, puesto que cuando se conforma un determinado tipo de antena, la esfericidad del radiador isotrópico no se puede obtener, es entonces cuando el dipolo ideal colocado a una altura del suelo de media longitud de onda, nos muestra entonces una ganancia de 2.15 dB en el sentido perpendicular de sus brazos, conformando un lóbulo de radiación similar a un 8, teniendo el mayor grado de intensidad y menor tensión en el centro del dipolo.

Es entonces cuando hay quién nos da un valor en dBi, comparado con el valor isotrópico, o bien nos lo da en dBd si lo ha hecho sobre el dipolo Standard, y esto dependiendo del fabricante lo encontramos de una u otra forma, por lo que una antena dada su ganancia en dBi es más sugerente su adquisición, por ser su valor más elevado, al ser comparado con una antena imaginaria. Es entonces cuando el radioaficionado debe buscar el valor que más le interese, " dBi o dBd ", sabiendo que este último está obtenido en comparación con un dipolo Standard y es más fácil compararlo por nosotros. Por esta sencilla fórmula podremos ver y comparar ambos valores ( dBd + 2.15 = dBi ) .

Ejemplo: Si el valor nos lo dan en dBi, habrá que restarle 2.15, para saber su valor en dBd.

En algunas ocasiones cuando hablamos de la ganancia de una antena, o la potencia de un equipo, nos ha surgido la duda de la interrelación de estos dos conceptos, creándonos cierta confusión, es por lo que vamos a tratar de una forma sencilla y con un ejemplo práctico intentar de comprender dicha relación.

Una Antena es un elemento mecánico de longitud perfectamente definido, colocado al final de la línea de transmisión y que tiene la función de irradiar al espacio la señal producida por el equipo emisor (TX), y en el caso receptor (RX) el de captar y concentrar las señales hacia este último. En una estación de radio, la antena es un elemento que tiene una interrelación con todo lo que le rodea, por lo cuál su comportamiento es difícil de predecir, por lo que una antena ajustada en un lugar determinado puede comportarse de forma diferente al cambiar las condiciones de ubicación e instalación, siendo necesario un reajuste posterior. Una antena es un circuito resonante a una frecuencia determinada.

El Decibel o Decibelio, "dB" como hemos visto en el apartado dedicado a él, es una relación logarítmica y que utilizamos para medir ganancias, bien de antenas, como de sistemas de audio, y ello para relacionar un cierto grado de amplificación determinado. Aunque hay fabricantes de antenas que usan diferentes modos de indicar la ganancia de sus productos, produciendo con ello un cierto grado de desconcierto entre los radioaficionados al indicar en dBi la ganancia de sus fabricados.

Cuando hablamos de antenas y de sus ganancias, al principio se tuvieron que basar en algo con lo que compararlo, por este motivo se ideó una antena imaginaria omnidireccional a la que llamó radiador isotrópico, de 0 dB de ganancia y que irradiase la señal en todas la direcciones, como si este fuese una esfera perfecta, aunque en la práctica esto es difícil conseguirlo, puesto que cuando se conforma un determinado tipo de antena, la esfericidad del radiador isotrópico no se puede obtener, es entonces cuando el dipolo ideal colocado a una altura del suelo de media longitud de onda, nos muestra entonces una ganancia de 2.15 dB en el sentido perpendicular de sus brazos, conformando un lóbulo de radiación similar a un 8, teniendo el mayor grado de intensidad y menor tensión en el centro del dipolo.

Es entonces cuando hay quién nos da un valor en dBi, comparado con el valor isotrópico, o bien nos lo da en dBd si lo ha hecho sobre el dipolo Standard, y esto dependiendo del fabricante lo encontramos de una u otra forma, por lo que una antena dada su ganancia en dBi es más sugerente su adquisición, por ser su valor más elevado, al ser comparado con una antena imaginaria. Es entonces cuando el radioaficionado debe buscar el valor que más le interese, " dBi o dBd ", sabiendo que este último está obtenido en comparación con un dipolo Standard y es más fácil compararlo por nosotros. Por esta sencilla fórmula podremos ver y comparar ambos valores ( dBd + 2.15 = dBi ) .

Ejemplo: Si el valor nos lo dan en dBi, habrá que restarle 2.15, para saber su valor en dBd.

La Ganancia esta definida como la relación entre la Potencia de Salida y la Potencia de Entrada en dB. Una vez asumido este concepto y el que la potencia de entrada sea de unos10 mw ( +10 dBm) y que la potencia de salida de 1 W (1000mW, +30 dB), la relación podría ser 1000/10 = 100, y que esta ganancia seria ( 10 * Log 100 = 20 dB).

La definición para 1 mW es 0 dB, y para 1 W (1000mW) es 10* Log 1000 = +30dBm.

Ahora bien nos puede resultar más fácil el calcular la Ganancia, convirtiendo primero la Potencia en dBm, así por ejemplo esta sería en un amplificador (30-10 = 20 dB). Siendo normalmente usado el describir a la Potencia en dBm y la Ganancia en dB.

 La Ganancia de una antena es, reflejado en un sistema de medidas, como la tendencia a concentrar la señal de resonancia en una dirección tal, hacia donde queremos sea su mayor grado de alta concentración o difusión, siendo esta medida realizada normalmente en decibelios (dB). De lo que podemos decir que una antena es altamente direccional, cuando posee una elevada ganancia, mientras que una omnidireccional tiene lo contrario.

Fuente.- http://hamradio-radioaficion.com