Ganho e Largura de Feixe São Relacionados — Mas Não Determinados Unicamente
Uma antena com ganho de 44 dBi é altamente direcional (≈ 25.000× concentração de potência vs. isotrópica). No entanto, não se pode calcular largura de feixe apenas do ganho, mesmo assumindo abertura circular. A relação depende de eficiência de abertura, taper de iluminação e projeto de lóbulos laterais.
Relação Fundamental (Antenas de Abertura)
Para antena de abertura (prato parabólico, trompa, lente):
G = η (π D / λ)² e HPBW ≈ k λ / D
Combinando: HPBW ≈ k √(4π η / G)
- η = eficiência de abertura (tipicamente 0,55–0,75 para pratos).
- k = fator de forma: 58°–70° para iluminação uniforme; 65°–75° para taper (lóbulos laterais menores).
- G = ganho linear (não dB). 44 dBi = 104,4 ≈ 25.119.
Cálculo de Exemplo (Prato Parabólico, η = 0,65, k = 70°)
HPBW ≈ 70° × √(4π × 0,65 / 25119) ≈ 70° × √(0,000325) ≈ 70° × 0,018 ≈ 1,26°
Por Que Isso É Apenas Estimativa
| Tipo de Antena | η Típico | k Típico | HPBW @ 44 dBi |
|---|
| Prato parabólico (foco primário) | 0,55–0,60 | 58°–65° | 1,1°–1,3° |
| Prato parabólico (gregoriano/cassegrain) | 0,65–0,75 | 65°–70° | 1,2°–1,4° |
| Array faseado (planar) | 0,50–0,65 | 50°–65° | 1,1°–1,5° |
| Trompa (piramidal) | 0,50–0,60 | 55°–65° | 1,1°–1,4° |
| Yagi-Uda (boom longo) | N/A (não abertura) | N/A | ~3°–5° (planos E/H diferem) |
Informações Críticas Ausentes
- Tipo de Antena: Prato, array, trompa, Yagi, hélice — cada um tem física ganho/largura diferente.
- Frequência / Comprimento de Onda: 44 dBi a 1 GHz → D ≈ 3,5 m. A 30 GHz → D ≈ 0,12 m. Largura escala com λ/D.
- Taper de Iluminação: Taper de borda (-10 dB, -12 dB) troca lóbulos laterais por feixe mais largo.
- Requisitos de Lóbulos Laterais: Lóbulos laterais baixos (ex.: -30 dB) requerem taper mais pesado → feixe mais largo para mesmo ganho.
- Polarização / Ângulo de Varredura: Arrays faseados alargam feixe fora do boresight (perda de varredura).
Como Obter a Largura de Feixe Real
- Datasheet do Fabricante: Padrões plano E / plano H, ganho, lóbulos laterais, VSWR.
- Simulação EM: HFSS, CST, FEKO, NEC-4/5 com geometria exata.
- Medida de Campo Distante: Câmara anecoica ou campo externo (corte de padrão).
Conclusão
44 dBi implica feixe estreito (~1–5° dependendo do tipo), mas o valor exato requer projeto físico da antena, frequência e parâmetros de iluminação. Ganho sozinho é insuficiente.
