Punto de media potencia

Punto de referencia de la electrónica

El punto de media potencia es el punto en el que la potencia de salida ha caído a la mitad de su valor pico; es decir, a un nivel de aproximadamente-3  dB . ^{[1] [a]}

En filtros , filtros ópticos y amplificadores electrónicos , ^[2] el punto de media potencia también se conoce como ancho de banda de media potencia y es una definición comúnmente utilizada para la frecuencia de corte .

En la caracterización de antenas , el punto de media potencia también se conoce como ancho de haz de media potencia y se relaciona con la posición de medición como un ángulo y describe la direccionalidad .

Amplificadores y filtros

Esto ocurre cuando el voltaje de salida ha caído al valor nominal del voltaje de banda de paso del filtro ^[b] y la potencia ha caído a la mitad. ^[a] Un amplificador de paso de banda tendrá dos puntos de media potencia, mientras que un amplificador de paso bajo o un amplificador de paso alto tendrá solo uno. ${\displaystyle {\tfrac {1}{\sqrt {2}}}\approx {\text{0.707}}}$

El ancho de banda de un filtro o amplificador se define generalmente como la diferencia entre los puntos de potencia inferior y superior. Por lo tanto, también se lo conoce comoAncho de banda de 3 dB . No existe un punto de potencia inferior para un amplificador de paso bajo, por lo que el ancho de banda se mide en relación con la CC , es decir,0 Hz . No existe un punto de potencia medio superior para un amplificador de paso alto ideal, su ancho de banda es teóricamente infinito. ^[3] En la práctica, la banda de supresión y la banda de transición se utilizan para caracterizar un paso alto.

Vigas de antena

Un diagrama "polar" que muestra el ancho del haz

En antenas, la expresión punto de media potencia no se relaciona con la frecuencia, sino que describe la extensión en el espacio del haz de una antena. El punto de media potencia es el ángulo con respecto al eje de puntería en el que la ganancia de la antena cae por primera vez a la mitad de la potencia (aproximadamente−3 dB ) ^[a] desde el pico. El ángulo entre elLos puntos de −3 dB se conocen como ancho de haz de media potencia (o simplemente ancho de haz ). ^[4]

El ancho del haz se expresa habitualmente, aunque no siempre, en grados y para el plano horizontal. Se refiere al lóbulo principal , cuando se hace referencia a la potencia radiada efectiva máxima del lóbulo principal. Tenga en cuenta que existen otras definiciones de ancho del haz , como la distancia entre nulos y la distancia entre los primeros lóbulos laterales .

Cálculo

El ancho del haz se puede calcular para conjuntos de antenas arbitrarios. Si se define la variedad del conjunto como la respuesta compleja del conjunto de antenas de elementos como , donde es una matriz con filas, el patrón del haz se calcula primero como: ^{[5] [6]} ${\displaystyle \mathrm {m} }$ ${\displaystyle \mathrm {A} (\theta )}$ ${\displaystyle \mathrm {A} (\theta )}$ ${\displaystyle \mathrm {m} }$

$${\displaystyle \mathrm {B} (\theta )={\frac {1}{\mathrm {m} }}\mathrm {A} (\theta _{0})^{*}\mathrm {A} (\theta )}$$

donde es la transpuesta conjugada de en el ángulo de referencia . ${\displaystyle \mathrm {A} (\theta _{0})^{*}}$ ${\displaystyle \mathrm {A} }$ ${\displaystyle \theta _{0}}$

A partir del patrón de haz , la potencia de la antena se calcula como: ${\displaystyle \mathrm {B} (\theta )}$

$${\displaystyle \mathrm {P} =|\mathrm {B} |^{2}\,.}$$

El ancho de haz de media potencia (HPBW) se obtiene entonces como el rango de donde . ${\displaystyle \theta }$ ${\displaystyle \mathrm {P} =0.5\mathrm {P_{max}} }$

Véase también

• Apertura de antena
• Resolución angular
• Ancho completo a la mitad máximo

Notas

1. Exacto: ${\displaystyle 10\log _{10}\left({\tfrac {1}{2}}\right)\approx -3.0103\,\mathrm {dB} }$
2. Exacto: ${\displaystyle 20\log _{10}\left({\tfrac {1}{\sqrt {2}}}\right)\approx -3.0103\,\mathrm {dB} }$

Referencias

1. "Ancho de banda de potencia - MATLAB powerbw". uk.mathworks.com . Consultado el 5 de agosto de 2017 .
2. Schlessinger, Monroe (1995). Fundamentos de la tecnología infrarroja (2.ª ed., rev. y ed. ampliada). Nueva York: M. Dekker. ISBN 0824792599.
3. En la práctica, no existe un filtro de paso alto con ancho de banda infinito. Todos los filtros de paso alto son filtros de paso de banda, pero, si están diseñados adecuadamente, su punto medio superior es tan alto que no afecta a la aplicación.
4. Introducción a la antena / Conceptos básicos (PDF) , archivado desde el original (PDF) el 28 de agosto de 2017 , consultado el 8 de agosto de 2017
5. Van Trees, HL (2002). Procesamiento óptimo de matrices . Nueva York: Wiley.
6. E. Tuncer y B. Friedlander (Editores), "Estimación clásica y moderna de la dirección de llegada", Academic Press, 2009.

 Este artículo incorpora material de dominio público de la Norma Federal 1037C. Administración de Servicios Generales . Archivado desde el original el 22 de enero de 2022. (en apoyo de MIL-STD-188 ).