Compare antenas por banda, adaptação, eficiência, ganho, diagrama e polarização. Essas seis métricas respondem a perguntas diferentes. Um analisador vetorial de redes mede grandezas de porta, como S11, mas sozinho não determina ganho, eficiência de radiação ou cobertura.
1. Frequência e largura de banda útil
Defina as frequências inferior e superior em que os requisitos devem ser cumpridos. A faixa bem adaptada pode ser maior que a faixa com polarização ou diagrama adequados.
A largura relativa pode ser calculada por (falta−fbaixa)/fcentral, com a frequência central definida. De 2,40 a 2,50 GHz são 100 MHz ou cerca de 4,08% em relação à média aritmética de 2,45 GHz.
Isso não equivale a 100 Mbit/s. Frequência da portadora, banda ocupada e taxa de dados são grandezas distintas. Um rótulo Wi-Fi também não informa todas as bandas suportadas.
2. Impedância, S11 e VSWR
A impedância de entrada pode ser complexa e variar com frequência e montagem. A adaptação é avaliada em relação a uma referência, como 50 ou 75 Ω.
Para o coeficiente de reflexão Γ, VSWR = (1+|Γ|)/(1−|Γ|). A fração de potência refletida é |Γ|² nas condições de referência apropriadas.
S11 em dB é 20 log10|Γ|, normalmente negativo. A perda de retorno RL = −20 log10|Γ| é positiva. Assim, S11 ≤ −10 dB corresponde a RL ≥ 10 dB, e não a uma perda de retorno positiva menor sendo melhor.
| Condição | VSWR aproximado | Potência refletida |
|---|---|---|
| S11 = −10 dB | 1,92. | 10%. |
| S11 = −20 dB | 1,22. | 1%. |
| VSWR = 2 | 2. | 11,1%. |
VSWR abaixo de 2 não é uma garantia geral de eficiência. Uma carga adaptada pode transformar energia em calor sem irradiar como desejado.
3. Eficiência de radiação e eficiência total
A eficiência de radiação relaciona potência irradiada com potência aceita. Para uma antena passiva de uma porta, incluindo a desadaptação, ηtotal = ηrad(1−|Γ|²).
Com eficiência de radiação de 80% e S11 = −10 dB, a eficiência total é 72%. É um modelo com planos de referência compatíveis; os 80% iniciais não podem ser deduzidos somente de S11.
4. Ganho e diretividade
Em unidades lineares, G = ηradD. A diretividade D descreve a concentração espacial e G inclui as perdas de radiação. O ganho realizado inclui também a desadaptação.
dBi usa como referência o radiador isotrópico; dBd usa o dipolo de meia onda: 0 dBd corresponde aproximadamente a 2,15 dBi. Para converter, soma-se 2,15 ao valor em dBd.
dBic identifica uma convenção de ganho referida à polarização circular. Verifique componente copolar, sentido e método de medição; não aplique uma conversão automática de 3 dB a qualquer número em dBi.
dBm é potência relativa a 1 mW: 10 mW são 10 dBm, não 10 dBi. Ganho passivo não cria potência total adicional. Também não existe uma faixa universal de 3–20 dBi para todas as antenas.
5. Diagrama e largura de feixe
A largura de meia potência é medida entre pontos 3 dB abaixo do máximo do lóbulo principal. Examine os dois cortes principais, lóbulos laterais, resposta traseira e nulos.
Omnidirecional normalmente descreve uma resposta aproximadamente uniforme em azimute, não em toda a esfera. Ganho máximo alto pode coexistir com direções de interesse mal atendidas.
Um acréscimo de 3 dB não dobra automaticamente a distância. Num modelo de espaço livre com o restante fixo, esse aumento de margem permitiria cerca de √2 vezes a distância, antes de considerar outros limites.
6. Polarização
Antenas lineares precisam de orientações compatíveis. Na circular, confirme sentido sob a mesma convenção e relação axial. Uma abertura redonda não cria polarização circular por si só.
Desadaptação de polarização, perda no cabo e reflexão na entrada são efeitos diferentes. S11 bom não identifica orientação incorreta em relação à outra antena.
Medir no produto montado
Use VNA calibrado para portas, instalação de medição de radiação para ganho, diagrama e polarização, e método adequado para eficiência. Técnicas de campo próximo também exigem calibração e processamento.
Registre banda, ambiente, plano de referência e incerteza. As definições de ganho e polarização ajudam a ler as especificações; o resultado do enlace ainda depende do receptor e das interferências.
