No diagrama de radiação de uma antena, o lóbulo principal representa o feixe principal da antena, através do qual a energia máxima e mais concentrada é irradiada.
A largura do feixe é a largura angular da abertura através da qual a maior parte da potência é irradiada. Os dois principais parâmetros usados para caracterizar a largura do feixe são a Largura do Feixe a Meia Potência (HPBW) e a Largura do Feixe do Primeiro Nulo (FNBW).
Largura do feixe a meia potência (HPBW)
De acordo com a definição padrão, a separação angular na qual a amplitude do padrão de radiação cai 50% (ou seja, -3 dB) em relação ao pico do lóbulo principal é chamada de largura do feixe à meia potência.
Em outras palavras, a largura do feixe é a região sobre a qual a antena irradia a maior parte de sua potência, o que corresponde à região próxima à potência de pico. A largura do feixe a meia potência é a faixa angular dentro da qual a potência relativa no campo de radiação efetivo da antena excede 50% da potência de pico.
Interpretação geométrica de HPBW
No diagrama de radiação, trace uma linha da origem até cada lado do lóbulo principal nos pontos de meia potência. O ângulo entre esses dois vetores é a largura do feixe a meia potência (HPBW). A figura a seguir ilustra esse conceito.
A figura mostra o lóbulo principal da antena e os pontos de meia potência no lóbulo principal.
Expressão matemática
Uma fórmula aproximada para a largura do feixe à meia potência é:
onde:
• λ é o comprimento de onda de operação,
•D é a dimensão da abertura da antena (normalmente diâmetro ou comprimento lateral).
A unidade de largura do feixe a meia potência (HPBW, na sigla em inglês) é o radiano ou o grau.
Primeira largura de feixe nulo (FNBW)
De acordo com a definição padrão, a separação angular entre os primeiros nulos adjacentes ao lóbulo principal é chamada de largura do feixe do primeiro nulo.
Em termos simples, FNBW é a extensão angular entre os primeiros pontos nulos do padrão em ambos os lados do feixe principal.
Interpretação geométrica de FNBW
A partir da origem do padrão de radiação, trace linhas tangentes ao feixe principal em cada lado. O ângulo entre essas duas linhas tangentes é a primeira largura de feixe nulo (FNBW). A figura a seguir ilustra esse conceito com mais clareza.
A figura acima mostra a largura do feixe a meia potência (HPBW) e a largura do feixe no primeiro ponto nulo (FNBW) em um padrão de radiação, com o lóbulo principal e os lóbulos laterais indicados.
Expressão matemática
A relação entre a largura do feixe no primeiro ponto nulo (FNBW) e a largura do feixe à meia potência (HPBW) pode ser aproximada por:
Substituindo HPBW ≈ 70λ/D, obtemos:
onde λ é o comprimento de onda e D é a dimensão da abertura da antena.
Unidade
A unidade de largura do primeiro feixe nulo (FNBW) é o radiano (rad) ou o grau (°).
Comprimento efetivo e área efetiva
Dentre os parâmetros da antena, o comprimento efetivo e a área efetiva também são métricas importantes que ajudam a avaliar o desempenho da antena.
Comprimento efetivo
O comprimento efetivo de uma antena é usado para caracterizar sua eficiência de polarização.
DefiniçãoO comprimento efetivo é a razão entre a amplitude da tensão de circuito aberto nos terminais da antena receptora e a amplitude da intensidade do campo elétrico incidente na mesma direção de polarização da antena. Quando uma onda incidente atinge a entrada da antena, ela possui uma certa intensidade de campo elétrico cuja amplitude depende da polarização da antena. Essa polarização deve corresponder à amplitude da tensão nos terminais do receptor para uma recepção de sinal ideal.
Expressão matemática
A expressão matemática para o comprimento efetivo é:
onde:
• le é o comprimento efetivo da antena,
•Voc é a amplitude da tensão de circuito aberto nos terminais da antena receptora.
•Ei é a amplitude da intensidade do campo elétrico incidente na mesma direção de polarização da antena.
Área efetiva
Definição: A área efetiva é a porção da área de uma antena receptora que absorve energia da frente de onda incidente e a converte em um sinal elétrico; geralmente é menor que a área da abertura física da antena.
Durante a recepção, toda a área física da antena é exposta à frente de onda eletromagnética incidente, mas apenas uma parte dela capta o sinal de forma eficaz. Essa parte é denominada área efetiva.
O motivo pelo qual apenas uma fração da energia da frente de onda é utilizada é que parte da onda incidente é dispersa pela antena, enquanto outra parte pode ser dissipada como calor. Portanto, em condições ideais e sem perdas, a área que, multiplicada pela densidade de potência incidente, resulta na potência máxima obtida da antena é chamada de área efetiva.
A área efetiva é geralmente denotada porAeff.
Para saber mais sobre antenas, visite:
Data da publicação: 30/04/2026
