Para aumentar la “direccionalidad” de una antena, lo que aumenta la ganancia en ciertas direcciones y la disminuye en otras, debe aumentar el tamaño de apertura efectiva de la antena en relación con la longitud de onda .
Entonces, para FM estándar, digamos 100 MHz, la longitud de onda es de 3 metros (aproximadamente 10 pies). Para tener cualquier tipo de direccionalidad apreciable, necesitará una antena que sea al menos varias veces más grande que eso. Entonces, ¿su nano antena tendrá un diámetro de apertura efectivo de 30 pies? Probablemente no. Ya no es muy “nano”.
Dejando a un lado la ganancia y la direccionalidad, hay otro problema, que es si podrás irradiar muy bien. No puede simplemente tener una antena arbitrariamente pequeña para cualquier longitud de onda. Se supone que una antena monopolo tiene alrededor de un cuarto de longitud de onda, pero las antenas monopolo requieren algo así como la Tierra para actuar como un plano terrestre. Para transmitir y recibir en el espacio, necesitaría al menos una antena dipolo de media longitud de onda. Entonces, la antena dipolo ideal para FM, y esto no tiene direccionalidad ni ganancia direccional, es de 1.5 metros (aproximadamente 5 pies). Si 5 pies es de un tamaño suficiente para un nano satélite, entonces tal vez podría usar una antena dipolo simple.
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La pregunta final es: ¿por qué necesitas direccionalidad? ¿Ha hecho un presupuesto de enlace con la potencia del transmisor disponible que tiene en el nano satélite y se dio cuenta de que necesita una antena de mayor ganancia? ¿Necesita direccionalidad para evitar interferencias con otros satélites? La frecuencia más baja de FM (en comparación con UHF y microondas) le brinda un mayor nivel de señal disponible para una ganancia de antena dada (es decir, la ecuación de pérdida de ruta de espacio libre parece tener una dependencia de frecuencia, pero eso tiene que ver con un área de apertura efectiva y ganancia de antena), por lo que tal vez no necesite ninguna direccionalidad para completar su enlace.
Cuando esté haciendo su presupuesto de enlace, recuerde que no tiene que usar la misma antena en su estación terrestre que en su satélite. Entonces puede tener una antena enorme, altamente direccional y de alta ganancia aquí en la Tierra para comunicarse con su micro antena en el satélite.
La discusión anterior de un cuarto de onda y media onda es una regla general para “optimizar” la antena. Obviamente, hay muchos dispositivos hoy en día que se comunican a través de RF que tienen una antena muy pequeña. Bluetooth funciona a 2,4 GHz, por lo que su longitud de onda es de 12,5 centímetros. Hay muchos dispositivos bluetooth que miden menos de 6,5 centímetros, como auriculares y auriculares. Puede hacer un dispositivo con una antena más pequeña, y tendrá una menor eficiencia y una “ganancia negativa”, pero eso está perfectamente bien si hace su presupuesto de enlace y tiene un margen suficiente de relación señal / ruido . Hay muchas otras variables en juego que entran en un enlace de radio exitoso.
