La radiación es el término utilizado para representar la emisión o recepción del frente de onda en la antena, especificando fuerza. En cualquier ilustración, el boceto dibujado para representar la radiación de una antena es su patrón de radiación. Uno puede simplemente entender la función y la directividad de una antena echando un vistazo a su patrón de radiación.

La potencia cuando se irradia desde la antena tiene su efecto en las regiones de campo cercano y lejano.

• Gráficamente, la radiación se puede representar en función de la posición angular y la distancia radial desde la antena.

• Esta es una función matemática de las propiedades de radiación de la antena representada como una función de coordenadas esféricas, E (θ, Ø) y H (θ, Ø).

Patrón de radiación

La energía irradiada por una antena está representada por el patrón de radiación de la antena. Los patrones de radiación son representaciones diagramáticas de la distribución de la energía irradiada al espacio, en función de la dirección.

Veamos el patrón de radiación de energía.

La figura anterior muestra el patrón de radiación de una antena dipolar. La energía que se irradia está representada por los patrones dibujados en una dirección particular. Las flechas representan direcciones de radiación.

Los patrones de radiación pueden ser patrones de campo o patrones de potencia.

• Los patrones de campo se representan en función de los campos eléctricos y magnéticos. Se trazan a escala logarítmica.

• Los patrones de potencia se representan en función del cuadrado de la magnitud de los campos eléctricos y magnéticos. Se trazan en logarítmicos o comúnmente en escala dB.

Patrón de radiación en 3D

El patrón de radiación es una figura tridimensional y se representa en coordenadas esféricas (r, θ, Φ) asumiendo su origen en el centro del sistema de coordenadas esféricas. Se ve como la siguiente figura –

La figura dada es un patrón de radiación tridimensional para un patrón omnidireccional. Esto indica claramente las tres coordenadas (x, y, z).

El patrón de radiación en 2D

El patrón bidimensional se puede obtener a partir del patrón tridimensional dividiéndolo en planos horizontales y verticales. Estos patrones resultantes se conocen como Patrón horizontal y Patrón vertical, respectivamente.

Las figuras muestran el patrón de radiación omnidireccional en los planos H y V como se explicó anteriormente. El plano H representa el patrón Horizontal, mientras que el plano V representa el patrón Vertical.

Formación de lóbulos

En la representación del patrón de radiación, a menudo nos encontramos con diferentes formas, que indican las áreas de radiación mayores y menores, por las que se conoce la eficiencia de radiación de la antena.

Para tener una mejor comprensión, considere la siguiente figura, que representa el patrón de radiación de una antena dipolar.

Aquí, el patrón de radiación tiene lóbulo principal, lóbulos laterales y lóbulo posterior.

• La mayor parte del campo irradiado, que cubre un área mayor, es el lóbulo principal o lóbulo mayor. Esta es la porción donde existe la máxima energía irradiada. La dirección de este lóbulo indica la directividad de la antena.

• Las otras partes del patrón donde se distribuye la radiación en las salas laterales se conocen como lóbulos laterales o lóbulos menores. Estas son las áreas donde se desperdicia la energía.

• Hay otro lóbulo, que es exactamente opuesta a la dirección del lóbulo principal. Se le conoce como lóbulo trasero, que también es un lóbulo menor. Una cantidad considerable de energía se desperdicia incluso aquí.

Ejemplo

Si las antenas utilizadas en los sistemas de radar producen lóbulos laterales, el rastreo del objetivo se vuelve muy difícil. Esto se debe a que estos lóbulos laterales indican blancos falsos. Es complicado rastrear los reales e identificar los falsos. Por lo tanto, la eliminación de estos lóbulos laterales es imprescindible, con el fin de mejorar el rendimiento y ahorrar energía.

Remedio

La energía irradiada, que se está desperdiciando en tales formas, necesita ser utilizada. Si se eliminan estos lóbulos menores y esta energía se desvía en una dirección (es decir, hacia el lóbulo mayor), la directividad de la antena aumenta, lo que conduce a un mejor rendimiento de la antena.

Tipos de patrones de radiación

Los tipos comunes de patrones de radiación son −

• Patrón omnidireccional( también llamado patrón no direccional): El patrón generalmente tiene forma de rosquilla en la vista tridimensional. Sin embargo, en la vista bidimensional, forma un patrón de figura de ocho.

• Patrón de haz de lápiz: El haz tiene un patrón direccional afilado en forma de lápiz.

• Patrón de haz de abanico: El haz tiene un patrón en forma de abanico.

• Patrón de haz en forma: El haz, que no es uniforme y no tiene patrones, se conoce como haz en forma.