Aquest capítol introdueix els paràmetres fonamentals de la comunicació sense fil, amb l'objectiu de proporcionar una millor comprensió del paper de les antenes en els sistemes de comunicació. La comunicació sense fil es duu a terme en forma d'ones electromagnètiques, per la qual cosa és essencial comprendre les característiques de propagació de les ones.
En aquest capítol, tractarem els paràmetres següents:
• Freqüència
•Longitud d'ona
• Adaptació d'impedància
• VSWR i potència reflectida
• Amplada de banda
• Percentatge d'amplada de banda
• Intensitat de la radiació
Ara, fem-los una ullada detallada.
Freqüència:
Segons la definició estàndard, la freqüència és el nombre de repeticions d'una ona per unitat de temps. En termes senzills, la freqüència descriu la freqüència amb què es produeix un esdeveniment. Una ona periòdica es repeteix cada T segons (un període), i la seva freqüència és el recíproc del període de temps T.
Matemàticament, es presenta de la següent manera:
$$f = \frac{1}{T}$$
•F representa la freqüència d'una ona periòdica, mentre que
• T és el temps necessari per completar un cicle complet.
La freqüència es mesura en hertzs, abreujats com a Hz.
La figura superior il·lustra una ona sinusoidal, representant el voltatge (en mV) en funció del temps (en ms). Aquesta forma d'ona es repeteix cada 2t mil·lisegons; per tant, el seu període T = 2t ms i la seva freqüència f = 1/(2t) kHz.
Longitud d'ona:
Segons la definició estàndard, la distància entre dos pics o dos valls consecutius s'anomena longitud d'ona.
En poques paraules, la longitud d'ona és la distància entre dos pics positius adjacents o dos pics negatius adjacents. La figura següent mostra una forma d'ona periòdica, amb la longitud d'ona (λ) i l'amplitud marcades. Com més alta sigui la freqüència, més curta serà la longitud d'ona i viceversa.
La fórmula de la longitud d'ona és:
$$\lambda = \frac{c}{f}$$
•λ representa la longitud d'ona
•C és la velocitat de la llum (3 × 10^8 metres per segon)
•F és la freqüència
La longitud d'ona λ s'expressa en unitats de longitud, com ara metres, peus o polzades. La unitat més utilitzada és el metre.
Coincidència d'impedància:
Segons la definició estàndard, l'adaptació d'impedància es produeix quan la impedància del transmissor és aproximadament igual a la impedància del receptor.
Cal una adaptació d'impedància entre l'antena i el circuit. Les impedàncies de l'antena, la línia de transmissió i el circuit s'han d'adaptar per aconseguir la màxima transferència de potència entre l'antena i el receptor o transmissor.
La necessitat de la coincidència
Els dispositius ressonants són capaços de proporcionar una sortida òptima dins de certes freqüències de banda estreta. Com a dispositiu ressonant, una antena pot aconseguir un millor rendiment de sortida quan la seva impedància s'adapta correctament.
• Quan la impedància de l'antena coincideix amb la impedància de l'espai lliure, la potència radiada per l'antena es transmetrà eficaçment
• Per a una antena receptora, la seva impedància de sortida ha de coincidir amb la impedància d'entrada del circuit amplificador receptor.
• Per a una antena transmissora, la seva impedància d'entrada ha de coincidir amb la impedància de sortida de l'amplificador transmissor, així com amb la impedància característica de la línia de transmissió.
La impedància es mesura en ohms, i es denota amb el símbol Z.
ROE i potència reflectida:
Segons la definició estàndard, la relació entre el voltatge màxim i el voltatge mínim en una ona estacionària s'anomena relació voltatge-ona estacionària (ROE).
Quan les impedàncies de l'antena, la línia de transmissió i el circuit no coincideixen, la potència no es pot radiar eficaçment; en canvi, una part de la potència es reflecteix.
Les principals característiques són —
• El paràmetre que indica el grau de desajust d'impedància s'anomena relació d'ona estacionària de voltatge (VSWR)
• VSWR significa Voltage Standing Wave Ratio (ràtio d'ona estacionària de voltatge) i també es coneix comunament com a SWR
• Com més gran sigui la discrepància d'impedància, més alt serà el valor de la ROE
• Per aconseguir una radiació efectiva, el valor ideal de VSWR és d'1:1
• La potència reflectida es refereix a la porció de la potència directa que es malgasta. La potència reflectida i la ROE descriuen essencialment el mateix fenomen físic des de perspectives diferents.
Amplada de banda:
Segons la definició estàndard, la banda de freqüència dins d'un rang de longitud d'ona especificat assignat per a una comunicació particular s'anomena amplada de banda.
Quan es transmet o es rep un senyal, aquest funciona dins d'un rang de freqüències determinat. Aquest rang de freqüències específic s'assigna a un senyal concret per evitar interferències d'altres senyals durant la transmissió.
• L'amplada de banda es refereix al rang de freqüència entre els límits d'alta i baixa freqüència d'una transmissió de senyal.
• Un cop assignat l'amplada de banda, altres persones no la poden utilitzar
• Tot l'espectre es divideix en segments d'amplada de banda, cadascun assignat a diferents transmissors
L'amplada de banda que acabem de comentar també es pot anomenar amplada de banda absoluta.
Percentatge d'amplada de banda:
Segons la definició estàndard, la relació entre l'amplada de banda absoluta i la seva freqüència central s'anomena amplada de banda percentual.
La freqüència dins d'una banda en què la intensitat del senyal arriba al seu màxim s'anomena freqüència ressonant, també coneguda com a freqüència central de la banda, i es denota com a fC.
• Les freqüències més altes i més baixes de la banda es denoten com a fH i fL, respectivament.
• L'amplada de banda absoluta ve donada per fH − fL
• Per avaluar l'amplada d'una banda de freqüència, cal calcular el seu ample de banda fraccional o ample de banda percentual
El percentatge d'amplada de banda es calcula per entendre el rang de variacions de freqüència que un component o sistema pot gestionar.
•fH denota la freqüència més alta
•fL denota la freqüència més baixa
•fc denota la freqüència central
Com més gran sigui el percentatge d'amplada de banda, més ampla serà l'amplada de banda del canal.
Intensitat de la radiació:
La intensitat de radiació es defineix com la potència radiada per unitat d'angle sòlid.
Una antena irradia amb més intensitat en certes direccions, que corresponen a la seva intensitat màxima de radiació. L'abast màxim possible de la radiació es caracteritza per la intensitat de la radiació.
Expressió matemàtica
La intensitat de la radiació s'obté multiplicant la densitat de potència radiada pel quadrat de la distància radial:
On U és la intensitat de la radiació, r és la distància radial i Wrad és la densitat de potència radiada.
•U representa la intensitat de la radiació
•r representa la distància radial
•Wrad representa la densitat de potència radiada
L'equació anterior expressa la intensitat de radiació de l'antena. La distància radial de vegades es denota amb el símbol Φ.
La unitat d'intensitat de radiació és els watts per estereoradià (W/sr) o els watts per radian quadrat (W/rad²).
Per a més informació sobre les antenes, visiteu:
Data de publicació: 26 de març de 2026
