Calculadora de patrones de antena de cable
Patrones de radiación, ganancia, ancho de haz, relación de adelante hacia atrás e impedancia para dipolos, Yagis y bucles, a partir de modelos de antenas analíticas a través de un barrido de frecuencia.
Cómo funciona
Esta herramienta utiliza modelos analíticos de formato cerrado de cada antena en lugar de un solucionador de campo numérico. El patrón dipolar de media onda proviene del estándar cos (π/2·cosθ) /sinθ expresión; los patrones Yagi y de bucle se moldean según el ancho del haz y la relación de adelante hacia atrás que alcanzan las antenas en la práctica, y el barrido de impedancia utiliza un modelo de resonancia en serie. La ganancia, el ancho del haz y la parte frontal hacia atrás se leen según el patrón calculado, por lo que las cifras reportadas y el patrón graficado siempre describen la misma antena.
Como los modelos son analíticos, los resultados son instantáneos y se comportan bien, pero no capturan la distribución de la corriente elemento por elemento, el acoplamiento mutuo entre geometrías arbitrarias o la interacción con el suelo como lo haría un código de método de momentos como el NEC2. Para las antenas cuya geometría se aparta de estas formas estándar, utilice un solucionador de MoM dedicado.
La herramienta incluye geometrías prediseñadas: a dipolo de media onda (la antena de referencia fundamental), Matrices Yagi-Uda (3 o 5 elementos para ganancia direccional) y un bucle cuadrado. Las longitudes y el espaciado de los elementos se escalan automáticamente a la frecuencia especificada.
Hay tres modelos de suelo disponibles: espacio libre (sin efectos sobre el suelo), terreno perfecto (teoría de la imagen ideal), y terreno real (conductividad finita utilizando el método SOmmErfeld-Norton). Los efectos del suelo alteran significativamente el patrón de radiación, especialmente en ángulos de elevación bajos.
Los resultados incluyen patrones de radiación de acimut y elevación (en dBi), impedancia de entrada (R + jX), VSWR frente a una referencia de 50 Ω, directividad y eficiencia de radiación.
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Preguntas frecuentes
¿Qué tan precisos son estos resultados?+
El patrón de dipolos y su ganancia de 2,15 dBi y su ancho de haz de 78 grados son resultados exactos de forma cerrada. Las cifras Yagi y loop son representativas de antenas bien construidas con ese número de elementos, más que de una resolución de sus dimensiones específicas, por lo que debe tratarlas como estimaciones de la fase de diseño. Para una geometría específica, un espaciado entre elementos o una interacción con el suelo, modela con un código basado en el método de momentos, como NEC2, o con un solucionador EM 3D completo.
¿Qué significa el número de ganancia?+
La ganancia se expresa en dBi, decibelios en relación con un radiador isótropo. Un dipolo de media onda tiene una ganancia máxima de aproximadamente 2,15 dBi. Un Yagi de 3 elementos normalmente alcanza 7-9 dBi, y un Yagi de 5 elementos alcanza 10-12 dBi.
¿Por qué es importante el tipo de suelo?+
Las antenas cercanas al suelo experimentan reflejos que alteran el patrón de radiación. Un suelo perfecto crea una imagen limpia; el suelo real (con una conductividad finita) introduce una pérdida adicional y una distorsión del patrón. En el caso de las antenas VHF/UHF montadas sobre el suelo, el modelo terrestre real es el más realista.
¿Puedo simular la geometría de mi propia antena?+
Actualmente, la herramienta ofrece geometrías prediseñadas de dipolo, Yagi y bucle. La entrada personalizada de NEC Deck está planificada para una actualización futura. Mientras tanto, puedes ajustar la frecuencia central: la herramienta escala automáticamente todas las dimensiones de los elementos.