Formula Guadagno Antenna | Concetti & Uso

Impara il concetto di guadagno dell’antenna in telecomunicazioni, la sua formula, misurazione e importanza nella progettazione di sistemi wireless.

Introduzione al Guadagno dell’Antenna

In fisica e ingegneria delle telecomunicazioni, il concetto di guadagno di un’antenna è fondamentale per comprendere e ottimizzare le prestazioni dei sistemi di comunicazione wireless. Semplicemente, il guadagno di un’antenna misura quanto un’antenna è in grado di dirigere o “guadagnare” energia in una certa direzione rispetto a quella che un’antenna omnidirezionale sarebbe in grado di emettere.

La Formula del Guadagno di un’Antenna

Il guadagno dell’antenna, spesso indicato con la lettera \( G \), può essere espresso in decibel (dB) per esprimere il rapporto tra la potenza irradiata in una direzione specifica e la potenza che verrebbe irradiata da un’antenna ideale isotropica che irradia uniformemente in tutte le direzioni. La formula generale del guadagno di un’antenna in termini di intensità di radiazione è:

\[ G(\theta,\phi) = \frac{4\pi \cdot U(\theta,\phi)}{P_{\text{tot}}} \]

dove:

  • \( G(\theta,\phi) \) è il guadagno dell’antenna nella direzione data dagli angoli \( \theta \) (elevazione) e \( \phi \) (azimut).
  • \( U(\theta,\phi) \) è l’intensità di radiazione in una data direzione, misurata in watt per steradiante (W/sr).
  • \( P_{\text{tot}} \) è la potenza totale irradiata dall’antenna, misurata in watt (W).

Come si Misura il Guadagno

Il guadagno di un’antenna viene misurato in decibel isotropici (dBi), che fa riferimento a un’antenna isotropica ideale. Quando si parla di guadagno relativo a un’altra antenna di riferimento, come un dipolo mezz’onda, si utilizzano decibel dipolo (dBd). La relazione tra i due è:

\[ G_{\text{dBi}} = G_{\text{dBd}} + 2.15 \text{ dB} \]

Il valore di 2.15 dB rappresenta il guadagno intrinseco di un dipolo mezz’onda rispetto a un’antenna isotropica.

Perché il Guadagno dell’Antenna è Importante

Il guadagno di un’antenna è cruciale per molte applicazioni. Un’antenna con un guadagno più alto può trasmettere lo stesso segnale più lontano, o un segnale più debole più chiaramente, rispetto a un’antenna con guadagno più basso. Tuttavia, l’aumento del guadagno di un’antenna comporta solitamente una riduzione dell’angolo di copertura. Questo è il compromesso fondamentale tra guadagno e larghezza del fascio: un’antenna ad alto guadagno emette in un “fascio” più stretto, concentrando l’energia in una direzione precisa.

Uso Pratico della Formula del Guadagno

In progetti reali, la formula del guadagno dell’antenna può aiutare gli ingegneri a scegliere o progettare l’antenna più adatta per le loro applicazioni specifiche. Ad esempio, un’antenna satellitare richiede un alto guadagno per poter comunicare con satelliti che sono geostazionari a migliaia di chilometri di distanza. D’altra parte, un router Wi-Fi domestico utilizza un’antenna a guadagno più basso per massimizzare la copertura in tutte le direzioni.

Conclusione

Il guadagno di un’antenna è un concetto fondamentale dell’ingegneria delle comunicazioni che influisce significativamente sulla progettazione di sistemi wireless. Comprendere e calcolare adeguatamente il guadagno aiuta gli ingegneri a massimizzare l’efficienza e la copertura dei loro dispositivi di comunicazione. Con il continuo avanzamento della tecnologia e l’aumento della domanda di servizi wireless affidabili, il ruolo dell’antenna e il suo guadagno diventano sempre più imprescindibili.

header - logo

The primary purpose of this project is to help the public to learn some exciting and important information about electricity and magnetism.

Privacy Policy

Our Website follows all legal requirements to protect your privacy. Visit our Privacy Policy page.

The Cookies Statement is part of our Privacy Policy.

Editorial note

The information contained on this website is for general information purposes only. This website does not use any proprietary data. Visit our Editorial note.

Copyright Notice

It’s simple:

1) You may use almost everything for non-commercial and educational use.

2) You may not distribute or commercially exploit the content, especially on another website.