¿Por qué las antenas emisoras suelen ser más grandes que las receptoras?

Question

Las razones que se me ocurren son que la antena de transmisión tiene que ser más directiva y que una mayor longitud implicará una mayor potencia, lo que ayudará a compensar las pérdidas. Pero, por el contrario, si la antena receptora se hace más grande y la antena transmisora más pequeña, ¿no se mantendrá la ventaja debido al teorema de reciprocidad?

Answer 1

Puede haber muchas razones, pero ésta es una.

• Mejor relación señal/ruido.

La intensidad de la señal en el receptor depende del producto de la ganancia de antena del emisor y del receptor. Pero el ruido recibido también es proporcional a la ganancia de antena en el receptor. Para el mismo producto total de ganancia de antena, tu SNR será mejor si la ganancia de antena del transmisor es mayor.

Tenga en cuenta que las antenas más grandes suelen tener mayor ganancia. Así que tiene sentido para el transmisor para ser el más grande, si uno iba a ser más grande.

Answer 2

Esto depende de los requisitos de la aplicación. En algunos casos, en función de los requisitos de ganancia, el diámetro de la antena transmisora es mayor que el del receptor, mientras que en otros casos es al contrario. Puedes ver algunos ejemplos de diseño de link budget desde aquí: (los broches se utilizan sólo para ilustraciones aquí)

En aplicaciones como las comunicaciones LOS de larga distancia que utilizan antenas de apertura como las parabólicas/reflectoras, la ganancia depende de la apertura física. Esto viene dado por la relación

Como se desprende de la relación, si quieres más ganancia, puedes configurar la apertura del reflector. Una apertura grande implica una ganancia elevada y también aumenta el orden del nivel de potencia de la señal en el receptor. El despliegue de una antena de alta ganancia reducirá también la pérdida de trayecto.

"también una mayor longitud implicará una mayor potencia - La longitud de la antena está relacionada con la longitud de onda de la señal transmitida. En el contexto de los reflectores parabólicos, la "longitud" es irrelevante. El diámetro del reflector desempeña un papel importante. La potencia disponible para la transmisión en la fuente depende de las características del medio de transmisión, como su coeficiente de reflexión.

Para garantizar la máxima potencia en la dirección de avance, la alimentación desempeña un papel importante en el caso de los reflectores parabólicos. El desbordamiento de potencia se puede mitigar seleccionando la alimentación óptima. No se puede utilizar una antena dipolo como alimentación de un reflector parabólico, ya que el desbordamiento sería grande.

Answer 3

¿Por qué las antenas emisoras suelen ser más grandes que las receptoras?

Esta pregunta sólo sería aplicable a los transmisores y receptores de radiodifusión.

Una antena de tamaño normal, de un cuarto o medio de longitud de onda, sería la primera opción para un transmisor de radiodifusión, para presentar la señal mínima de microvoltios necesaria a la entrada de un receptor distante para una buena recepción.

Al mismo tiempo, la comodidad y la estética exigirían una antena discreta / oculta para el receptor distante.

Por ejemplo, un transmisor de AM de 600 kHz, aunque tenga una potencia nominal de cientos de kilovatios, requeriría idealmente una antena monopolo vertical de 125 m de altura, con múltiples radiales de tierra, para ser eficaz con receptores distantes que tengan antenas de palos de bucles de ferrita ocultas.

Del mismo modo, en el caso de las emisoras de radio y televisión en FM, las antenas de transmisión, relativamente más pequeñas, se situarían en estructuras altas para lograr un alcance eficaz.

Sin embargo, las estaciones de radio bidireccionales de baja potencia (por ejemplo, radioaficionados) necesitarían antenas monopolo / dipolo de tamaño completo en ambos extremos.

Answer 4

La longitud "ideal" de una antena simple es 1/4 o 1/2 de la longitud de onda de la señal. Esto sirve tanto para enviar como para recibir.

La banda de frecuencias de la radiodifusión comercial en AM va de 530 kHz a 1700 kHz (según el país). La dirección más corto longitud de onda está en la frecuencia más alta 1700kHz. Esa longitud de onda es de 176 metros. Una antena ideal de un cuarto de longitud de onda tendría entonces 44 metros. Una antena de un cuarto de longitud de onda de 530 kHz tendría 142 metros.

Las emisoras de radio pueden permitirse levantar altas torres de antena para conseguir antenas ideales de un cuarto de longitud de onda o algo parecido. Los oyentes de la banda AM deben conformarse con algo más pequeño y menos "eficiente".

La radio y la televisión FM funcionan a frecuencias mucho más altas que la radio AM. Para esos servicios, es importante distinguir la antena torre de la propia antena. La antena en sí es relativamente corta, pero la torre está ahí para mejorar la cobertura. Las señales de radio y televisión FM viajan principalmente en "línea de visión", por lo que cuanto más alta sea la torre, mejor será la cobertura.

Answer 5

La ganancia de antena siempre se consigue a costa de la directividad (debido a los problemas de desfase, incluso añadir "más" antena de forma productiva añade directividad).

Para una instalación de receptor fijo operada con cuidado, la directividad puede ser una posibilidad: por ejemplo, en la era de la televisión de difusión VHF/UHF, algunos consumidores instalaron antenas Yagi/Uda array en algunos casos nunca en rotadores remotos para que pudieran apuntar en la dirección correcta para el transmisor de cada estación.

Pero la mayoría de los receptores de radiodifusión son pequeños y portátiles, por lo que es deseable algo compacto y casi omnidireccional; en muchos casos, la orientación de la antena puede acabar siendo bastante aleatoria y variable en las tres dimensiones.

En cambio, una antena de radiodifusión puede ser grande, porque sólo se necesita una. Y para una emisora, todos los clientes están en horizontal hacia el horizonte: no hay razón para lanzar energía hacia el espacio o hacia el suelo, por lo que es deseable una antena bastante direccional en el sentido de un círculo horizontal (frente a una esfera omnidireccional).