Impedancia

Impedancia de una antena se refiere a la tensión de la corriente en la entrada a la antena. Esto es muy importante, como veremos. Digamos que una antena tiene una impedancia de 50 ohmios. Esto significa que si una tensión senoidal se de entrada en los terminales de la antena con una amplitud de 1 voltio, la corriente tendrá una amplitud de 1 / 50 = 0.02 amperios. Dado que la impedancia es un número real, el voltaje está en fase con la actual. Digamos que la impedancia es dada como Z = 50 + j * 50 ohmios (donde j es la raíz cuadrada de -1). Entonces el impedancia tiene una magnitud de y una fase de propuesta por Esto significa que la fase de la corriente se retrasará el voltaje en 45 grados. Para deletrear a cabo, si la tensión (con frecuencia f) en los terminales de la antena está dada por entonces la corriente se dará por Así que la impedancia es un concepto simple, que relaciona el voltaje y la corriente en la entrada a la antena. La parte real de la impedancia de una antena representa el poder que se o irradia o absorbido dentro de la antena. La parte imaginaria de la impedancia representa la energía que se almacena en el campo cercano de la antena (potencia no radiada). Una antena con una impedancia de entrada real (cero la parte imaginaria) se dice que es resonante . Tenga en cuenta que la impedancia de la antena puede variar con frecuencia. Mientras que es simple, ahora vamos a explicar por qué esto es importante, considerando tanto la baja frecuencia y los casos de alta frecuencia. De baja frecuencia Cuando se trata de las bajas frecuencias, la línea de transmisión que conecta el transmisor o receptor a la antena es corta. Corto en la teoría de la antena siempre significa "en relación con una longitud de onda". Por lo tanto, 5 metros puede ser corto o muy largo, dependiendo en qué frecuencia nos movemos menos. A los 60 Hz, la longitud de onda es de aproximadamente 3.100 millas, por lo que la línea de transmisión casi siempre puede ser descuidado. Sin embargo, a 2 GHz, la longitud de onda es de 15 cm, por lo que la escasa longitud de la línea en su teléfono celular puede ser considerado una "línea larga". Básicamente, si la longitud de línea es menos de una décima parte de una longitud de onda, se estime una línea corta.   Considere la posibilidad de una antena (que se representa como una impedancia dada por ZA) conectado hasta una fuente de voltaje (de magnitud V) con impedancia de la fuente propuesta por ZS. El circuito equivalente de esto se muestra en la Figura 1. Figura 1. modelo de circuito de una antena conectada a una fuente. El poder que se entrega a la antena puede ser fácilmente encontrado que (recordemos su circuito teoría, y que P = I * V): i ZA es mucho menor en magnitud que ZS, a continuación, ningún poder se entregará a la antena y no va a transmitir o recibir energía. Si ZA es mucho mayor en magnitud que ZS, a continuación, ningún poder se entregará también. Para obtener la máxima potencia que se transfiere desde el generador a la antena, el valor ideal para la impedancia de la antena está dada por: El * en la ecuación anterior representa el conjugado complejo. Así que si ZS * = 30 + j 30 ohmios, a continuación, para una potencia máxima de transferencia de la antena de impedancia ZA = * 30-J de 30 ohmios. Por lo general, la impedancia de la fuente es real (parte imaginaria es igual a cero), en los que la potencia máxima caso la transferencia se produce cuando ZA = ZS. Por lo tanto, ahora sabemos que para una antena para que funcione correctamente, su impedancia no debe ser demasiado grande o demasiado pequeño. Resulta que este es uno de los parámetros fundamentales del diseño de una antena, y no siempre es fácil diseñar una antena con la impedancia correcta. Alta Frecuencia Esta sección será un poco más avanzado. En la teoría de circuitos de baja frecuencia, el cables que se conectan las cosas no importan. Una vez que los cables de convertirse en una fracción significativa de una longitud de onda, que hacen cosas muy diferentes. Por ejemplo, un corto circuito tiene una impedancia de cero ohmios. Sin embargo, si la impedancia se mide al final de un línea de transmisión de cuarto de longitud de onda, la impedancia parece ser infinita, a pesar de que hay una trayectoria de la conducción de corriente continua. En general, la línea de transmisión va a transformar la impedancia de una antena, por lo que es muy difícil de entregar el poder, a menos que la antena se ajusta a la línea de transmisión. Tenga en cuenta la situación que se muestra en la Figura 2. La impedancia se mide al final de una línea de transmisión (con características Z0 impedancia) y longitud L. El final de la línea de transmisión se conecta a una antena con una impedancia ZA. Figura 2. Ejemplo de alta frecuencia. Resulta que (después de estudiar la teoría de líneas de transmisión por un tiempo), que la entrada impedancia Zin está dada por: Esto es un poco formidable para una ecuación para comprender de un vistazo. Sin embargo, el Lo feliz es: Si la antena está adaptada a la línea de transmisión (ZA = ZO), entonces la impedancia de entrada no depende de la longitud de la línea de transmisión. Esto hace las cosas mucho más simples. Si la antena no se corresponde, la impedancia de entrada varían con la longitud de la línea de transmisión. Y si la impedancia de entrada no es bien adaptado a la impedancia de la fuente, no muy mucho poder será entregado a la antena. Este poder termina siendo reflejada de vuelta al generador, que puede ser un problema en sí mismo (sobre todo si es de alta potencia de transmisión). Por lo tanto, vemos que tener una impedancia en sintonía para una antena es muy importante. Para obtener más información en las líneas de transmisión, consulte la Línea de transmisión de tutorial.