Posibilidad de una antena extremadamente direccional

Nunca se cumplirán sus requisitos.

Una antena parabólica es la mejor para brindar enfoque y, si miras a la Voyager II, usa una antena parabólica de 3,7 metros a aproximadamente 3 GHz. Esto daría un ancho de medio haz de 3dB de aproximadamente 0,91 grados.

Estoy usando el ejemplo de la Voyager II porque no enviarían algo a los planetas en lo que no se había pensado (las juntas tóricas están excluidas de esta declaración).

A 1 GHz, este ángulo de haz medio aumenta a 2,74 grados.

A 1 GHz y un plato de 1 m, esto aumenta a 10,2 grados.

Vea esta calculadora para verificar. Para ayudarlo a obtener más ideas sobre esto, siga estas reglas: -

• Si duplica la frecuencia, la ganancia de una antena se cuadruplicará.
• Si duplica la frecuencia, el ancho del haz de una antena se reducirá a la mitad.
• Si duplica el diámetro de la antena (manteniendo la misma frecuencia), la ganancia de la antena se cuadruplicará.
• Si duplica el diámetro de la antena (manteniendo la misma frecuencia), el ancho del haz de una antena se reducirá a la mitad.

Es fácil calcular el ancho de haz más estrecho posible a partir de una estructura de antena. Esto le dará una idea del tamaño de antena requerido para lograr un cierto ancho de haz.

Necesita saber la dimensión de la antena y la longitud de onda. Dibuje una vista bidimensional de la geometría de una onda que incide sobre la antena. Calcule el ángulo más pequeño en el que la onda en el borde estará desfasada 180 grados con la onda en el medio. Este es el ángulo del primer nulo, el ancho de haz de 3dB podría ser aproximadamente la mitad.

Este método es para antenas planas. Las antenas de onda lenta (yagi, hélice, varilla dieléctrica) tienen un área efectiva mayor que su área frontal física. Pero tampoco esperes un almuerzo gratis aquí.

Sin embargo, una sugerencia: busque algo llamado antena monopulso.

Está hecho de dos antenas de algún tipo, conectadas a una red de suma y diferencia. El canal de suma solo tiene el patrón combinado de las dos antenas, todavía bastante amplio. Pero el canal de diferencia tiene un nulo en la puntería que es muy estrecho, si la señal es lo suficientemente fuerte.

Para antenas parabólicas típicas (que incluyen antenas de malla y antenas de plato sólido), una regla general común es

segundo = k λ / re

donde

• B = el ancho del haz de potencia media en grados
• λ = longitud de onda
• d = diámetro de la antena
• k = factor de iluminación de la antena, típicamente cercano a 70

Estoy buscando una antena pequeña (tamaño < 10 cm) con un ancho de haz de media potencia inferior a 10 grados

Reorganizando los términos en la fórmula anterior, obtengo

λ = B d / k =~ 10 grados * 0,10 m / 70 ~= 0,014 m

frecuencia = c / &lambda ~= (3e8 m/s)/(0.014 m) ~= 21 gigahercios

lo que da una frecuencia de 21 gigahercios. Reducir el tamaño d y el ancho del haz B aumentará la frecuencia requerida.

Si su antena tiene un tamaño pequeño, es imposible sortear los límites físicos fundamentales de su ancho de haz y ganancia, sin importar si es Yagi, parabólica, log-periódica o cualquier otro tipo de antena. Véase Randy Bancroft. "Límites de las dimensiones fundamentales de las antenas: garantizar las dimensiones adecuadas de las antenas en los diseños de dispositivos móviles" .

búsqueda de dirección

Muchos sistemas de búsqueda de transmisores y radiogoniometría , como los que se utilizan en el deporte de la radiogoniometría de aficionados , encuentran la dirección de algún transmisor girando la antena para (contrariamente a la intuición) encontrar la señal mínima (la "posición nula"), en lugar de la señal máxima que uno podría esperar. Los nulos son más nítidos (y, por lo tanto, más fáciles de encontrar una dirección exacta) que los máximos para la mayoría de las antenas (¿todas?).