Cuando las personas se refieren a una antena como una antena de 50 ohmios, ¿por qué la impedancia es de 50 ohmios y no la resistencia? ¿Por qué es la impedancia de entrada y no la impedancia de salida?

Answer 1

Una antena de 50Ω se conoce como impedancia (Z) en lugar de resistencia (R) porque hay una dependencia de la frecuencia con el flujo de corriente y eso se representa mejor en el dominio Real / Imaginario.

Aquí hay un diagrama representativo de la impedancia de una antena:

—De Cómo optimizar un sistema ISM de radiofrecuencia (RF)

Observe cómo la traza cian comienza en el lado derecho como un circuito abierto y deambula por el gráfico de Smith (gráfico polar Re / Im) a medida que la frecuencia se barrió de 10kHz a 500MHz. El marcador se ajustó a 433,92 MHz y, en ese caso, la antena y el sistema de adaptación apuntaban a una impedancia de 200Ω Re para igualar el LNA en el receptor. Desafortunadamente, muy pocos sistemas son perfectos, en el ejemplo, la impedancia de salida se midió a 205 – j39Ω.

Una impedancia de 50Ω estaría en el centro de la tabla de Smith en el “1”, donde la impedancia de la red de antena coincidiría con la impedancia característica del analizador de red.

En el ejemplo anterior, esto también se consideraría la impedancia de “salida” de la antena y la red correspondiente porque todas las antenas están actuando efectivamente como transformadores entre la impedancia ‘al aire libre’ del espacio libre (~ 377Ω) y la impedancia de la electricidad. circuito al que está conectada la antena.

Esa transformación depende en gran medida de la frecuencia y, con mayor frecuencia, se utiliza una antena dipolo 1/2-λ o 1/4-λ monopolo y se ajusta a la frecuencia de interés. De nuevo al ejemplo, una antena de 1/4 λ a 434MHz mide aproximadamente 17 cm.

Answer 2

En realidad, es incorrecto decir que una antena tiene impedancia. Si la antena coincide y irradia toda la potencia que recibe de la línea de transmisión, tiene una resistencia a la radiación, ya que toda la potencia que ingresa sale de la antena, por lo que la impedancia medida aparece como si fuera 100% resistiva carga.

Sin embargo, aceptaré que todos lo llaman impedancia cuando realmente quieren decir resistencia a la radiación, y lo llamaré impedancia por razones de brevedad.

Se dice que una antena tiene una impedancia de entrada porque esa es la resistencia a la radiación observada mirando dentro del conector al que se conecta la línea de transmisión. Por lo tanto, necesita una línea de transmisión con la misma impedancia (correctamente llamada impedancia, ya que una línea de transmisión perfecta no absorbe energía) como la impedancia de entrada de la antena.

La impedancia de salida es la impedancia de espacio libre: siempre es la misma en aire y en vacío, 377 ohmios. La antena actúa como un dispositivo de transformación y acoplamiento de impedancia desde la línea de transmisión al espacio libre.

Answer 3

Las ondas electromagnéticas se crean cambiando los campos eléctricos y cambiando los campos magnéticos. Para crear un campo eléctrico, necesita dos conductores con espacio entre ellos y para crear un campo magnético, necesita corriente que atraviese un conductor. Estos conductores son reactivos, tienen capacitancia e inductancia … también conocida como impedancia. Las antenas a menudo se sintonizan para que la impedancia de entrada resultante sea 50 + j0 ohmios a la frecuencia deseada.

Una antena de transmisión está diseñada para acoplar la energía de la línea de transmisión, a menudo de 50 ohmios, al espacio libre … 377 ohmios. Es un transformador de impedancia. Una antena receptora hace lo mismo, excepto al revés … acoplando espacio libre a una línea de transmisión.

Existe cierta resistencia en una antena debido al tamaño de los elementos. Las antenas de mayor potencia suelen ser físicamente más grandes, por lo que tienen menos resistencia.

Answer 4

Idealmente, una antena sería una resistencia pura, pero en la práctica también hay cierta cantidad de capacitancia o reactancia inductiva. Puede ajustar la longitud de una antena para que sea resistiva a una frecuencia en particular, pero eso solo funciona para un rango estrecho, como 1 a 5 por ciento a cada lado de la frecuencia, más lejos tendrá cierta reactancia. Puede vivir con eso o puede agregar un sintonizador de antena ajustable inteligente, una bobina ajustable y un condensador en la antena que puede, dentro de los límites y con algunas pérdidas, compensar.

Answer 5

La impedancia de salida de la antena es la misma que su impedancia de entrada, pero el término “impedancia de entrada” es lo que se usa para describirla.

Si la antena se usa para transmitir, la energía pasa de la radio a la antena, y claramente la antena tiene una impedancia de entrada. Para una transmisión eficiente, la antena y la sección de salida de potencia de la radio deben tener impedancias coincidentes.

Cuando la antena se usa para recibir, la adaptación de impedancia no es crítica.