Antenna Beamwidth
Estimate the half-power (−3 dB) beamwidth of a parabolic antenna, θ = 70·λ ÷ D, from the wavelength λ (from λ = 0.3/f, with f in GHz) and the reflector diameter D (m). The result, in degrees, is the angle within which the antenna concentrates most of its energy: larger dishes and higher frequencies produce narrower beams and thus more directive, higher-gain antennas, but with more critical pointing. The ~70 factor applies to typical parabolic reflectors. Enter the reflector diameter and the frequency.
Resultado
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Largura de feixe de antena
O ganho de uma antena diretiva e a largura do seu feixe são duas faces da mesma moeda: concentrar a energia num ângulo menor (feixe estreito) é exatamente o que produz ganho alto. A largura de feixe de meia potência (−3 dB) de uma antena parabólica — o ângulo entre os dois pontos onde a potência cai à metade do máximo — é estimada por θ ≈ 70·λ ÷ D, com λ o comprimento de onda (de λ = 0,3/f, f em GHz) e D o diâmetro do refletor (m), resultando em graus. A relação mostra o mesmo princípio do ganho: pratos maiores e frequências mais altas (λ menor) geram feixes mais estreitos. Um prato de 1 m a 10 GHz tem feixe de cerca de 2°; um de satélite geoestacionário pode ter frações de grau. Essa diretividade extrema é uma faca de dois gumes: maximiza o ganho e rejeita interferências de outras direções, mas exige apontamento preciso — alguns décimos de grau de desalinhamento já degradam o sinal, por isso antenas de feixe muito estreito precisam de suportes rígidos e, às vezes, rastreamento ativo. O fator ~70 é típico de refletores parabólicos com iluminação usual (varia de ~58 a ~70 conforme a distribuição de iluminação da abertura). Informe o diâmetro do refletor e a frequência.
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Parabolic Antenna Gain
Calculate the gain of a parabolic antenna, G = 10·log₁₀(η·(π·D ÷ λ)²), from the aperture efficiency η (typically 0.5–0.7), the reflector diameter D (m) and the wavelength λ (from λ = 0.3/f, with f in GHz). The result, in dBi, shows the gain grows with the square of diameter and frequency: larger dishes and higher frequencies concentrate energy into narrower, more directive beams. It is the fundamental calculation in designing microwave, radar and satellite communication antennas. Enter the efficiency, the diameter and the frequency.
Fresnel Zone Radius
Calculate the first Fresnel zone radius, r = 17.31·√(d₁·d₂ ÷ (f·(d₁+d₂))), from the distances of each end to the point d₁ and d₂ (km) and the frequency f (GHz). The result, in metres, defines the ellipsoid around the line of sight that must stay clear of obstacles for a radio link to work without diffraction loss. Rule of thumb: at least 60% of the first Fresnel zone should be unobstructed. It is essential in designing point-to-point, microwave and long-range Wi-Fi links. Enter the distances and the frequency.
Wave Power
Estimate the power flux of an ocean wave per meter of wave front, P ≈ 0.5 × H² × T, from the wave height H (m) and the period T (s), in deep water (seawater). The result, in kW/m, is the power available per meter of wave front width — a key indicator of wave energy potential for converters (WECs). Coasts exposed to ocean swells (European Atlantic, Pacific) reach 30-70 kW/m, a significant renewable resource. The power grows with the square of the height and linearly with the period. Enter the wave height and period.
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