La radiació és un terme que descriu la intensitat de les ones electromagnètiques transmeses o rebudes per una antena. En qualsevol il·lustració d'antena, el diagrama que representa les característiques de radiació de l'antena es coneix com a patró de radiació. Observant el patró de radiació, es pot entendre intuïtivament la funcionalitat i la directivitat de l'antena. La potència radiada per l'antena afecta tant les regions de camp proper com les de camp llunyà.
Gràficament, la radiació es pot expressar com una funció de la posició angular i la distància radial de l'antena. Aquesta funció matemàtica descriu les característiques de radiació de l'antena, normalment representades pel camp elèctric E(θ,ϕ) i el camp magnètic H(θ,ϕ) en coordenades esfèriques.
Patró de radiació
L'energia radiada per una antena es caracteritza pel seu patró de radiació. Un patró de radiació és una representació gràfica de com es distribueix l'energia radiada a l'espai en funció de la direcció. Vegem ara els patrons típics de radiació d'energia.
La figura superior mostra el patró de radiació d'una antena dipol. L'energia radiada es representa mitjançant el patró traçat al llarg de direccions específiques, amb fletxes que indiquen la direcció de la radiació. Els patrons de radiació es poden classificar com a patrons de camp o patrons de potència.
•El patró de camp és una funció dels camps elèctric i magnètic i normalment es representa en una escala logarítmica.
•El patró de potència és una funció del quadrat de les magnituds del camp elèctric i magnètic i es representa normalment en una escala logarítmica, és a dir, en dB.
Patró de radiació 3D
Un patró de radiació 3D és un gràfic tridimensional representat en coordenades esfèriques (r,θ,ϕ), amb el seu origen al centre del sistema de coordenades. Té l'aspecte que es mostra a la figura següent:
La figura mostra un patró de radiació 3D d'una antena omnidireccional, il·lustrant clarament els tres eixos de coordenades (x, y, z).
Patró de radiació 2D
Es pot obtenir un patró de radiació 2D dividint el patró 3D en plans horitzontal i vertical. Els dos patrons resultants s'anomenen patró del pla horitzontal i patró del pla vertical, respectivament.
Com s'ha esmentat anteriorment, la figura mostra el patró de radiació d'una antena omnidireccional en el pla H i el pla V. El pla H representa el patró horitzontal, mentre que el pla V representa el patró vertical.
Formació de lòbuls
En la representació dels patrons de radiació, sovint es troben diverses formes, que indiquen les regions de radiació major i menor. Aquestes regions ajuden a avaluar l'eficiència de radiació de l'antena. Per a una millor comprensió, consulteu la figura següent, que il·lustra el patró de radiació d'una antena dipol.
En un patró de radiació, normalment hi ha un lòbul principal, lòbuls laterals i un lòbul posterior.
•La part principal del camp radiat, que cobreix una àrea extensa, s'anomena lòbul principal o feix principal. És on es concentra la màxima energia radiada i la seva direcció indica la directivitat de l'antena.
•Les altres parts del patró de radiació que es distribueixen lateralment s'anomenen lòbuls laterals o lòbuls menors. Són regions on es malgasta energia.
•A més, hi ha un lòbul orientat exactament en sentit oposat al lòbul principal, conegut com a lòbul posterior, que també és un tipus de lòbul lateral. Aquí també es malgasta una quantitat important d'energia.
Exemple
Si una antena utilitzada en un sistema de radar genera lòbuls laterals, el seguiment d'objectius esdevé extremadament difícil. Això és degut a que aquests lòbuls laterals introdueixen objectius falsos. Distingir els objectius reals dels espuris és molt problemàtic. Per tant, per millorar el rendiment i estalviar energia, aquests lòbuls laterals s'han de suprimir o eliminar.
Mesura correctiva
L'energia radiada que es malgasta d'aquesta manera s'ha d'utilitzar. Si es poden eliminar aquests lòbuls menors i redirigir aquesta energia en una direcció, és a dir, cap al lòbul principal, la directivitat de l'antena augmenta, millorant així el seu rendiment.
Tipus de patrons de radiació
Els tipus comuns de patrons de radiació inclouen:
• Patró omnidireccional (també anomenat patró no direccional): aquest patró normalment apareix com a forma de dònut en una vista 3D, mentre que en una vista 2D forma un patró en forma de vuit.
• Patró de feix de llapis: el feix presenta una forma nítida i direccional semblant a un llapis.
• Patró de feix en ventall: El feix adopta un patró en forma de ventall.
• Patró de feix conformat: un feix no uniforme sense un patró regular s'anomena patró de feix conformat.
El punt de referència per a tots aquests tipus de radiació és la radiació isotròpica. Tot i que la radiació isotròpica no és físicament realitzable, continua sent una referència important.
Per a més informació sobre les antenes, visiteu:
Data de publicació: 10 d'abril de 2026
