En el diagrama de radiación de una antena, el lóbulo principal representa el haz principal de la antena, a través del cual se irradia la energía máxima y más concentrada.
El ancho del haz es la anchura angular de la apertura a través de la cual se irradia la mayor parte de la potencia. Los dos parámetros principales que se utilizan para caracterizar el ancho del haz son el ancho del haz a media potencia (HPBW) y el ancho del haz del primer nulo (FNBW).
Ancho de haz a media potencia (HPBW)
Según la definición estándar, la separación angular sobre la cual la amplitud del patrón de radiación disminuye en un 50 % (es decir, -3 dB) con respecto al pico del lóbulo principal se denomina ancho de haz a media potencia.
En otras palabras, el ancho del haz es la región sobre la cual la antena irradia la mayor parte de su potencia, lo que corresponde a la región cercana a la potencia máxima. El ancho del haz a media potencia es el rango angular dentro del cual la potencia relativa en el campo de radiación efectivo de la antena supera el 50 % de la potencia máxima.
Interpretación geométrica de HPBW
En el diagrama de radiación, trace una línea desde el origen hacia cada lado del lóbulo principal en los puntos de media potencia. El ángulo entre estos dos vectores es el ancho del haz a media potencia (HPBW). La siguiente figura ilustra este concepto.
La figura muestra el lóbulo principal de la antena y los puntos de media potencia en dicho lóbulo.
Expresión matemática
Una fórmula aproximada para el ancho del haz a media potencia es:
dónde:
•λ es la longitud de onda de funcionamiento,
•D es la dimensión de la apertura de la antena (normalmente diámetro o longitud del lado).
La unidad de ancho de haz a media potencia (HPBW) es el radián o el grado.
Ancho de haz nulo inicial (FNBW)
Según la definición estándar, la separación angular entre los primeros nulos adyacentes al lóbulo principal se denomina ancho del haz del primer nulo.
En términos sencillos, FNBW es la amplitud angular entre los primeros puntos nulos del patrón a cada lado del haz principal.
Interpretación geométrica de FNBW
Desde el origen del patrón de radiación, trace líneas tangentes al haz principal a cada lado. El ángulo entre estas dos líneas tangentes es el primer ancho de haz nulo (FNBW). La siguiente figura ilustra este concepto con mayor claridad.
La figura superior muestra el ancho del haz a media potencia (HPBW) y el ancho del haz del primer nulo (FNBW) en un patrón de radiación, con el lóbulo principal y los lóbulos laterales indicados.
Expresión matemática
La relación entre el primer ancho de haz nulo (FNBW) y el ancho de haz a media potencia (HPBW) se puede aproximar como:
Sustituyendo HPBW ≈ 70λ/D, obtenemos:
donde λ es la longitud de onda y D es la dimensión de la apertura de la antena.
Unidad
La unidad de First Null Beamwidth (FNBW) es el radián (rad) o el grado (°).
Longitud efectiva y área efectiva
Entre los parámetros de la antena, la longitud efectiva y el área efectiva también son métricas importantes que ayudan a evaluar el rendimiento de la antena.
Longitud efectiva
La longitud efectiva de una antena se utiliza para caracterizar su eficiencia de polarización.
DefiniciónLa longitud efectiva es la relación entre la amplitud de la tensión en circuito abierto en los terminales de la antena receptora y la amplitud de la intensidad del campo eléctrico incidente en la misma dirección de polarización que la antena. Cuando una onda incidente llega a la entrada de la antena, posee una intensidad de campo eléctrico determinada cuya amplitud depende de la polarización de la antena. Esta polarización debe coincidir con la amplitud de la tensión en los terminales del receptor para una recepción óptima de la señal.
Expresión matemática
La expresión matemática para la longitud efectiva es:
dónde:
•le es la longitud efectiva de la antena,
•Voc es la amplitud de voltaje en circuito abierto en los terminales de la antena receptora,
•Ei es la amplitud de la intensidad del campo eléctrico incidente en la misma dirección de polarización que la antena.
Área efectiva
Definición: El área efectiva es la porción del área de una antena receptora que absorbe la energía del frente de onda incidente y la convierte en una señal eléctrica; generalmente es menor que el área de apertura física de la antena.
Durante la recepción, toda la superficie física de la antena queda expuesta al frente de onda electromagnético incidente, pero solo una parte de ella capta la señal de forma efectiva. Esta parte se denomina área efectiva.
La razón por la que solo se aprovecha una fracción de la energía del frente de onda es que parte de la onda incidente se dispersa en la antena, mientras que otra parte se disipa en forma de calor. Por lo tanto, en condiciones ideales y sin pérdidas, el área que, multiplicada por la densidad de potencia incidente, proporciona la máxima potencia que puede obtenerse de la antena se denomina área efectiva.
El área efectiva se suele denotar porAeff.
Para obtener más información sobre antenas, visite:
Fecha de publicación: 30 de abril de 2026
