¿Cuál es una manera fácil de explicar la reciprocidad, la equivalencia de enviar y recibir en la teoría de antenas?

El principio de reciprocidad para los sistemas de antena de radio es que la atenuación o pérdida de ruta es la misma en ambas direcciones.

Una manera fácil de pensar en esto es que la pérdida total de ruta es la suma (en dB) de la ganancia de antena en la dirección útil y la pérdida de ruta intermedia y que estos factores son independientes de la dirección.

Pero ten cuidado! La reciprocidad es solo eso.

No dice que los enlaces arriba y abajo tendrán el mismo rendimiento. Después de todo, es probable que los dos extremos tengan diferentes potencias de transmisión y que los receptores tengan diferentes cifras de ruido, por lo que es probable que las relaciones señal / ruido (SNR) sean diferentes.

Además, la reciprocidad se trata solo de un elemento de antena dado y si los dos extremos de un enlace de radio usan múltiples antenas y tienen diferentes sistemas de combinación de señales, entonces el enlace general de modulador a demodulador podría ser muy diferente.

Otro factor para consolar es la interferencia y que los dos extremos tendrán situaciones completamente independientes que conducen a señales de interferencia muy diferentes más relaciones de ruido (SINR)

La teoría de la reciprocidad dice que el rendimiento es equivalente, ya sea enviando o recibiendo. Es válido, pero no funciona en la práctica como cabría esperar.

Si la estación A transmite x Watts y la estación B recibe y picoWatts, la reciprocidad dice que si la estación B transmite x Watts, entonces la estación A recibirá y picoWatts, si no se mantiene igual.

Sin embargo, esto NO significa que las estaciones también se escucharán entre sí. El ruido local en un extremo puede abrumar la señal entrante cuando el otro extremo, en una zona tranquila sin ruido local, puede escuchar alto y claro.

Además, una antena para transmitir debe ser eficiente, para que se inicie la alimentación. Una antena receptora puede ser ineficiente y seguir funcionando bien. La potencia recibida puede ser baja debido a la ineficiencia, pero la potencia de ruido también será baja. Para recibir lo que importa es la relación señal / ruido, no la potencia recibida.

Una complicación: a veces (rara vez) ¡la ionosfera no es recíproca! ¡Busque ‘Rotación de Faraday’ para obtener pistas sobre por qué!

Es que “si puedes escucharlos, puedes trabajarlos”. Si tiene una señal de 100 vatios, y suponiendo que la otra estación tenga la misma, entonces deberían poder trabajar entre sí con un informe de señal similar.

Sin embargo, si está ejecutando 2 vatios (operación QRP – Wikipedia), y él está ejecutando 1000 (QRO), entonces su probabilidad de hablar con él se desvanece, aunque he oído hablar de pequeñas centrales eléctricas que realmente se rompen en una pila para funcionar. estación DX rara, cuando las estaciones de llamada operaban con cientos, si no miles, de vatios.