La ganancia de una antena se puede medir por sustitución con una antena de referencia calibrada, manteniendo el campo incidente, la polarización y la cadena de recepción. El RSSI de un dispositivo, la barra del receptor y una ROE baja no son medidas absolutas de ganancia en dBi. La precisión depende del montaje y de su incertidumbre.
Define primero qué ganancia vas a medir
Especifica frecuencia, polarización, dirección y plano de referencia. La ganancia incluye la eficiencia de radiación; la ganancia realizada incluye además el efecto del desajuste en el puerto. Las correcciones deben corresponder a la magnitud elegida.
El método de recepción por sustitución se aplica a antenas pasivas recíprocas. Para una antena activa, separa la respuesta del elemento y la amplificación electrónica. Un dato en dB del LNA no equivale a dBi de la antena.
1. Prepara fuente, receptor y referencia
Necesitas una fuente estable, una antena transmisora, una antena de referencia con ganancia conocida en la frecuencia de ensayo, un receptor o analizador adecuado y soportes repetibles. Caracteriza también cables y adaptadores hasta el plano de medida.
Comprueba que el nivel recibido esté por encima del ruido del instrumento y por debajo de la compresión. La medida de S11 sirve para evaluar adaptación, pero no demuestra que la estructura radie con el diagrama o la eficiencia esperados.
2. Valida el campo de medida
Para una apertura eléctricamente grande, un criterio frecuente de campo lejano es R ≥ 2D²/λ, donde D es la dimensión mayor de la antena correspondiente. Comprueba ambas antenas y las condiciones de precisión; esta desigualdad no elimina las reflexiones del entorno.
Con D = 0,60 m a 12 GHz, λ ≈ 0,025 m y el criterio da unos 28,8 m. Una distancia de tres longitudes de onda no sería suficiente para este ejemplo. A distancias menores se necesitan técnicas apropiadas, como transformación de campo cercano o una instalación compacta caracterizada.
3. Mide la antena de referencia
Colócala en la posición definida y alinea la polarización. Si buscas el máximo, realiza un pequeño barrido angular. Registra nivel recibido, frecuencia, distancia, ajustes y condiciones ambientales. No supongas que el eje mecánico coincide exactamente con el eléctrico.
4. Sustituye la antena y calcula la diferencia
Sin cambiar el transmisor ni la cadena, instala la antena bajo prueba. Con iguales condiciones y pérdidas:
Gprueba(dBi) = Gref(dBi) + Pprueba(dBm) − Pref(dBm).
Si las pérdidas de recepción difieren, añade Lprueba − Lref, expresadas como pérdidas positivas en dB. Trata también las diferencias de adaptación según la definición de ganancia seleccionada.
Ejemplo: referencia de 15,0 dBi, lectura de −45,0 dBm con la referencia y de −42,5 dBm con la antena bajo prueba. La diferencia es +2,5 dB y el resultado sin más correcciones es 17,5 dBi. Es una ilustración, no un ensayo de un producto concreto.
5. Repite y documenta la incertidumbre
Vuelve a montar la referencia para detectar deriva. Repite la sustitución y, si interesa una banda, mide varias frecuencias. Para conocer el diagrama completo, mide el ángulo; un solo punto no revela lóbulos laterales o nulos.
| Contribución | Qué registrar |
|---|---|
| Referencia | Calibración, frecuencia y incertidumbre. |
| Interconexión | Pérdidas y cambios al reconectar o doblar cables. |
| Geometría | Posición, distancia, orientación y polarización. |
| Entorno | Reflexiones y estabilidad del campo. |
| Instrumentos | Ruido, linealidad y deriva. |
Interpretar correctamente el resultado
Una mejora de 3 dB representa aproximadamente el doble de potencia en condiciones comparables, no el doble de alcance. En un modelo de espacio libre con umbral fijo, aumentar solo una ganancia de antena en 3 dB permite un factor aproximado √2 en distancia. Obstáculos, interferencias y margen modifican el resultado real.
La base del método es la ecuación de transmisión de Friis. Al comparar antenas Dolph Microwave, solicita las condiciones de medida y la referencia del valor de ganancia declarado.
