Medir diagrama de radiación de una antena [Ganancia]

Cuando se desea probar una antena, una de las experiencias infaltable es la que permite obtener valores respecto a la ganancia de la antena, es decir obtener el diagrama de radiación de campo lejano.

En la actualidad las pruebas respecto al diagrama de radiación se realizan en sofisticadas “cámaras anecoicas de pruebas RF”. Sin embargo, generalmente estas no están al alcance de los “mortales comunes”. Por cuanto se recurre a otras formas más experimentales y menos precisas que nos pueden proporcionar una visión bastante buena respecto a como trabaja tal o cual antena. Para ello se requiere algunos equipos básicos como: un generador de señales u oscilador, un analizador de espectros, una antena de referencia y algunos cables coaxiales o pigtails.

El procedimiento es sencillo pero requiere de paciencia, dependiendo sobre todo de la precisión que requiramos en los datos. Para iniciar, en lo posible se debe cerciorarse de que no exista interferencia, sobre todo si es variable, en el lugar que vamos a realizar las mediciones con respecto a la frecuencia en la cual trabaja la antena a medir. Para antenas que trabajen en frecuencias altas también debe tenerse un sutil cuidado con los acoples de impedancia puesto que a dichas frecuencias la influencia de factores como el tipo de conectores o cables utilizados se maximiza.

Dada esta aclaración inicial, como primer paso se procede a armar el sistema de medición. Este varia levemente de acuerdo a si la antena a medir es para transmisión o recepción. Bueno pero la idea básica es (para tx) colocar el generador de señales conectado a la antena a probar en un extremo (fig. 1) y la antena de referencia conectada al analizador de espectros en el otro (fig. 2). Desde el generador de señales se envía una portadora en la frecuencia central de la antena de prueba. También es importante contar con un soporte en lo posible graduado para colocar la antena a medir y poder luego ir cambiando la orientación de la misma. Generalmente los trípodes para fotógrafos profesionales cumplen esta función de buena manera (fig 3).

fig. 1 Generador de señales, antena a probar y soporte graduado.

fig. 2 Analizador de espectros y antena de referencia

fig. 3 Tripode graduado

Luego se procede a medir la señal radiada con el analizador de espectros en los planos E y H. Para lo cual generalmente primero se localiza el punto de mayor radiación y se realizan algunas pruebas sencillas respecto a la polarización. Luego se procede a medir el campo E variando el ángulo, puede ser con espaciamientos de 15°. El variar en menor o mayor ángulo nos permitirá obtener un diagrama más o menos detallado pero a su vez para un ángulo pequeño aumenta sobre manera el número de mediciones.

A continuación se sigue con el plano H, del cual se aconseja sacar unas 4 mediciones para ángulos separados entre 45 y 30 grados.

Si se trabaja a altas frecuencias se debe tener cuidado de no afectar las mediciones al moverse en las inmediaciones de antena mientras se mide.

Como punto final, los datos se deben agrupar en una tabla y graficar en un plano polar (generalmente) respecto al valor mayor.

Bueno espero haber sido claro y que esta información sirva de algo. Cual pregunta, trataré de responderla…

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