En ingeniería de antenas , los lóbulos laterales son los lóbulos (máximos locales) del patrón de radiación de campo lejano de una antena u otra fuente de radiación, que no son el lóbulo principal .
El patrón de radiación de la mayoría de las antenas muestra un patrón de " lóbulos " en varios ángulos, direcciones donde la intensidad de la señal radiada alcanza un máximo, separados por " puntos nulos ", ángulos en los que la intensidad de la señal radiada cae a cero. Esto puede verse como el patrón de difracción de la antena. En una antena direccional en la que el objetivo es emitir las ondas de radio en una dirección, el lóbulo en esa dirección está diseñado para tener una intensidad de campo mayor que los demás; este es el " lóbulo principal ". Los otros lóbulos se denominan " lóbulos laterales " y, por lo general, representan radiación no deseada en direcciones no deseadas. [1] El lóbulo lateral directamente detrás del lóbulo principal se denomina lóbulo posterior . Cuanto más larga sea la antena en relación con la longitud de onda de radio , más lóbulos tendrá su patrón de radiación. En las antenas transmisoras , la radiación excesiva de los lóbulos laterales desperdicia energía y puede causar interferencias a otros equipos. Otra desventaja es que la información confidencial puede ser captada por receptores no deseados. En las antenas receptoras , los lóbulos laterales pueden captar señales interferentes y aumentar el nivel de ruido en el receptor.
La densidad de potencia en los lóbulos laterales es generalmente mucho menor que la del haz principal. Por lo general, es deseable minimizar el nivel de lóbulos laterales (SLL), que se mide en decibeles en relación con el pico del haz principal. El lóbulo principal y los lóbulos laterales se producen tanto para la transmisión como para la recepción. Los conceptos de lóbulos principales y laterales, patrón de radiación, formas de apertura y ponderación de apertura se aplican a la óptica (otra rama del electromagnetismo) y en campos de la acústica , como el diseño de altavoces y sonares , así como el diseño de antenas.
Debido a que el patrón de radiación de campo lejano de una antena es una transformada de Fourier de su distribución de apertura, la mayoría de las antenas generalmente tendrán lóbulos laterales, a menos que la distribución de apertura sea gaussiana o si la antena es tan pequeña que no tiene lóbulos laterales en el espacio visible. Las antenas más grandes tienen haces principales más estrechos, así como lóbulos laterales más estrechos. Por lo tanto, las antenas más grandes tienen más lóbulos laterales en el espacio visible (a medida que aumenta el tamaño de la antena, los lóbulos laterales se mueven del espacio evanescente al espacio visible).
Para una antena de apertura rectangular que tiene una distribución de amplitud uniforme (o ponderación uniforme), el primer lóbulo lateral es−13,26 dB con respecto al pico del haz principal. Para tales antenas, el diagrama de radiación tiene una forma canónica de
La simple sustitución de varios valores de X en la ecuación canónica produce los siguientes resultados:
Para una antena de apertura circular, que también tiene una distribución de amplitud uniforme, el primer nivel del lóbulo lateral es−17,57 dB con respecto al pico del haz principal. En este caso, el diagrama de radiación tiene una forma canónica de
donde es la función de Bessel de primera clase de orden 1. Esto se conoce como el patrón de Airy . Sustituciones simples de varios valores de X en la ecuación canónica arrojan los siguientes resultados:
Una distribución de apertura uniforme, como la que se muestra en los dos ejemplos anteriores, proporciona la máxima directividad posible para un tamaño de apertura determinado, pero también produce el nivel máximo de lóbulos laterales. Los niveles de lóbulos laterales se pueden reducir estrechando los bordes de la distribución de apertura (cambiando de uniformidad) a expensas de una directividad reducida .
Los nulos entre los lóbulos laterales se producen cuando los patrones de radiación pasan por el origen en el plano complejo . Por lo tanto, los lóbulos laterales adyacentes generalmente están desfasados 180° entre sí.
En el caso de antenas de apertura discreta (como los conjuntos en fase ) en los que el espaciado entre elementos es mayor que la mitad de la longitud de onda, el efecto de aliasing espacial hace que algunos lóbulos laterales se vuelvan sustancialmente más grandes en amplitud y se acerquen al nivel del lóbulo principal; estos se denominan lóbulos de rejilla y son copias idénticas o casi idénticas, como se muestra en la figura, de los haces principales.
Los lóbulos de rejilla son un caso especial de lóbulo lateral. En tal caso, los lóbulos laterales deben considerarse todos los lóbulos que se encuentran entre el lóbulo principal y el primer lóbulo de rejilla, o entre lóbulos de rejilla. Es conceptualmente útil distinguir entre lóbulos laterales y lóbulos de rejilla porque los lóbulos de rejilla tienen amplitudes mayores que la mayoría, si no todos, de los otros lóbulos laterales. Las matemáticas de los lóbulos de rejilla son las mismas que las de la difracción de rayos X.
