Il guadagno d’antenna indica quanto forte è il segnale che un’antenna può inviare o ricevere in una direzione specifica. Il guadagno è calcolato confrontando la potenza misurata trasmessa o ricevuta dall’antenna in una direzione specifica con la potenza trasmessa o ricevuta da un’ipotetica antenna ideale nella stessa situazione. Se il confronto è con un’antenna ideale (modello da manuale, senza perdite) che irradia o riceve energia allo stesso modo in tutte le direzioni, il guadagno si misura in dBi (decibel-isotropo). Se il confronto è con un’antenna dipolo a semionda ideale senza perdite, definita come avente un guadagno di 2,15 dB, il guadagno è misurato in dBd (decibel-dipolo). Si noti che il decibel è un’unità logaritmica, il che significa che un 6dB è quasi quattro volte la potenza di riferimento; 7 dB è cinque volte la potenza di riferimento, ecc.
La direzione della propagazione della potenza è una caratteristica chiave delle antenne. Il guadagno è spesso rappresentato in un grafico bidimensionale del diagramma di radiazione dove il raggio del grafico è su una scala di decibel che può essere normalizzata al valore massimo per la particolare antenna, o ad un radiatore isotropo. La direzione che ha più potenza è considerata il lobo principale, esattamente opposta al lobo principale è il lobo posteriore, e qualsiasi altra caratteristica di radiazione indesiderata o non voluta è chiamata sidelobes. Se non viene specificata alcuna direzione, il guadagno si riferisce al valore di picco nella direzione del lobo principale dell’antenna.
Per esempio, un’antenna collineare orientata est-ovest con 6,41 dBd di guadagno sarebbe in grado di trasmettere o ricevere più di 4 volte la potenza del segnale di un’antenna dipolo ideale nelle direzioni est e ovest. Ci sarebbe pochissimo segnale trasmesso nelle direzioni nord e sud.
Un guadagno più alto generalmente significa che il segnale è concentrato su una larghezza di fascio più piccola. Questo potrebbe essere appropriato per alcune applicazioni lineari, come quelle che hanno bisogno di isolare un segnale specifico ed evitare segnali interferenti esterni. Un fascio più ampio potrebbe essere necessario, per esempio, se ci sono molte unità di ricezione che si muovono intorno che hanno bisogno di rimanere collegati, come nella polizia o nei dispacci dei taxi. Diversi tipi di antenna hanno diversi modelli di antenna.
Dipolo
Un’antenna a dipolo è, nella sua forma più semplice, due aste diritte o fili orientati da un capo all’altro sullo stesso asse, con una linea di alimentazione bilanciata collegata alle due estremità adiacenti. Di per sé, un’antenna a dipolo è quasi omnidirezionale, con una trasmissione di potenza quasi uguale in tutte le direzioni. Oltre alle trasmissioni in VHF, le antenne a dipolo sono spesso utilizzate in applicazioni a onde corte o come ricevitori di trasmissioni FM.
Yagi (o Yagi-Uda)
Un’antenna Yagi è un array di elementi a dipolo, dove un dipolo è collegato per ricevere il segnale, e gli altri elementi sono destinati a riflettere o reindirizzare l’energia nella direzione desiderata. Le antenne Yagi sono direzionali e devono essere montate di fronte al percorso del segnale desiderato. Il lobo principale è ampio, con un lobo posteriore un po’ più piccolo. Questo tipo di antenna può essere montata orizzontalmente o verticalmente, a seconda della polarizzazione del segnale desiderata. Le antenne Yagi funzionano bene sia per applicazioni punto-punto che multi-punto.
Collineare
Un array di antenne collineari è una serie di dipoli montati da un capo all’altro. Con un guadagno fino a 10dBd, hanno una larghezza di banda stretta e lobi laterali multipli. Sono spesso usate nelle comunicazioni mobili, come quelle della polizia, dei vigili del fuoco e dei taxi.