En el diseño de antenas de microondas, la ganancia óptima debe equilibrar el rendimiento y la practicidad. Si bien una ganancia alta puede mejorar la intensidad de la señal, conlleva problemas como mayor tamaño, problemas de disipación de calor y mayores costos. Las siguientes son consideraciones clave:
1. Adecuación de la ganancia a la aplicación
Estación base 5G (AAU de ondas milimétricas):24-28 dBi, requieresoldadura fuerte al vacíoPlaca de enfriamiento de agua para garantizar un funcionamiento de alta potencia a largo plazo.
Comunicación por satélite (banda Ka):40-45 dBi, basándose en el enfriamiento por agua de tubos de cobre enterrados para resolver el problema de disipación de calor de las antenas de gran apertura.
Guerra electrónica/radar:20-30 dBi, utilizando refrigeración líquida por soldadura por fricción y agitación para adaptarse a una alta carga térmica dinámica.
Pruebas EMC:10-15 dBiUn disipador de calor de soldadura común puede satisfacer las necesidades.
Antena Cassegrain (40 dBi)
Antena de bocina polarizada circularmente (20 dBi)
2. Limitaciones de ingeniería de la alta ganancia
Cuello de botella por disipación de calor: las antenas superiores a 25 dBi generalmente requieren refrigeración líquida (como soldadura fuerte al vacío o placa de refrigeración por agua con soldadura por fricción), de lo contrario, la capacidad de potencia es limitada.
Restricciones de tamaño: Las antenas superiores a 30 dBi pueden superar 1 metro en la banda Ka y es necesario optimizar el diseño estructural.
Factores de costo: por cada aumento de 3dB en la ganancia, el costo del sistema de enfriamiento puede aumentar entre un 20% y un 30%.
Antena plana (30 dBi)
Antena de bocina polarizada circular dual (10 dBi)
3. Sugerencias de optimización
Priorizar los requisitos de las aplicaciones y evitar la búsqueda excesiva de altas ganancias.
La solución de enfriamiento determina la capacidad de potencia y las antenas de alta ganancia deben estar equipadas con un enfriamiento eficiente (como enfriamiento líquido).
Equilibrar el ancho de banda y la ganancia. Los sistemas de banda estrecha pueden buscar una mayor ganancia, mientras que los de banda ancha deben hacer concesiones adecuadas.
Conclusión: La ganancia óptima depende de la aplicación específica, generalmente entre 20 y 35 dBi, y debe combinarse con tecnología de enfriamiento avanzada (como soldadura fuerte al vacío o enfriamiento por agua con soldadura por fricción) para garantizar un funcionamiento confiable.
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Hora de publicación: 12 de junio de 2025
