GANHO DE UMA ANTENA

Para definir com precisão o que é o ganho de uma antena se faz necessário algumas considerações. O que realmente significa quando alguém diz que uma antena tem 5 dB (decibels) de ganho?

A antena isotrópica é aquela que irradia igualmente em todas as direções. Mas para que isso aconteça, ela deve ser um ponto sem dimensões afastado de qualquer objeto. Qualquer antena próxima a um objeto, por menor que seja, não irradiará como a isotrópica.

Além do mais, existem outros fatores que também tornam impossível sua existência, tal como a distância do solo. A antena isotrópica é um modelo ideal, que não pode existir a não ser matematicamente e cuja função é a de servir de padrão de referência para outras medidas.

A unidade empregada para expressar o ganho é o decibel (dB), que é dado pela expressão:

dB = 10 x log P2/P1


Por essa equação podemos calcular quantos decibels (o plural de decibel é mesmo decibels e não decibéis, conforme SI) uma dada potência P2 é maior que P1. Devemos notar que essa é uma medida relativa e que nos dá o quanto uma grandeza (potência) é maior que outra.

Agora, se um sinal for 6 dB mais potente que outro, por uma propriedade característica dos logaritmos, o primeiro será 2 x 2 = 4 vezes maior que o segundo (6 dB = 3 dB + 3 dB). No caso de termos 9 dB, fazemos o desdobramento:

9 dB = 3 dB + 3 dB + 3 dB , o que nos dá 2 x 2 x 2 = 8 vezes


Quando tivermos 10 dB, a potência P2 será 10 vezes maior que P1. E assim, quando quisermos saber quantas vezes uma certa potência é maior que outra, basta separá-la (os dB) em somas de 3 dB e multiplicar por 2 cada vez que tivermos um 3. Se tivermos um múltiplo de 10 é ainda mais fácil, pois basta multiplicar por 10. Veja os exemplos:

6 dB = 3 dB + 3 dB = 2 x 2 = 4 vezes

13 dB = 10 dB + 3 dB = 10 x 2 = 20 vezes

16 dB = 10 dB + 3 dB + 3 dB = 10 x 2 x 2 = 40 vezes

26 dB = 10 dB + 10 dB + 3 dB + 3 dB = 10 x 10 x 2 x 2 = 400 vezes


e assim por diante.

Como podemos perceber, é até mais fácil do que usar a calculadora e com um pouco de prática pode ser feito até de cabeça. Não devemos, porém, confundir os dB de potência e de tensão. Este último é dado por outra relação semelhante, expressa pela seguinte equação:

dB = 20xlogV2/V1


Voltando às antenas, podemos aplicar esse conceito ao que já vimos. Como referência podemos usar qualquer valor, mas na prática consagrou-se o uso do isotrópico ou do dipolo meia onda.

Se compararmos a antena com uma fonte de luz, a antena isotrópica equivaleria a uma lâmpada que ilumina igualmente a superfície interna de uma esfera que a envolve. Já uma antena direcional, que irradia preferencialmente em uma dada direção, seria comparada com uma lanterna que ilumina somente uma parte da área da esfera considerada.

Podemos então perceber que um modo de medir o ganho seria dividir a área total da esfera pela área "iluminada" pela antena. Quanto menor for essa área, maior o quociente e tanto maior o ganho. Como a luz da lanterna não ilumina só aquela área, mas sim uma área difusa, sem contornos definidos, foi escolhida a área iluminada a meia potência como aquela que seria usada como referência.

Quando comparamos a área total com a área referenciada estamos fazendo a comparação entre uma antena real e o isotrópico, e isso deve ser observado. No caso de usar o dipolo meia onda como referência, teríamos diferentes áreas, o que daria números diferentes para o mesmo valor do ganho. Por isso é importante indicar em qual referência o ganho é dado.