Antenne

Un'antenna può essere definita come un conduttore o un sistema di condutttori che consentono di irradiare o ricevere energia elettromagnetica.

Un'antenna, per il principio di reciprocità, può sia irradiare che ricevere.

Txàtrasmettitore

Rxà ricevitore

Antenna

Circolatore

Rx

Feeder Antenna

(Cavo coassiale)

Feeder

Mezzo trasmissivo di collegamento tra antenne e trasmettitore/ricevitore.

Esso può essere un cavo coassiale oppure una fibra ottica.

Nel caso di trasmissioni simultanee su frequenze differenti bisogna essere siluriche non vi siano collisioni(o disturbi) tra il segnale Tx e quello Rx.

Caratteristiche delle antenne

ª Antenna isotropa

È un'antenna, puramente ideale, che irradia in modo uniforme in tutte le direzioni.

ª Dipolo in . /2

In alcuni settore, come nel caso delle antenne riceventi TV, si utilizza spesso come riferimento il dipolo in . /2( o dipolo a mezz'onda), che è un'antenna la cui larghezza è pari a . /2.

Diagramma di radiazione

Per rappresentare le direzioni preferenziali in cui irradia un'antenna reale si utilizza normalmente un diagramma di radiazione.

Per il principio di reciprocità il diagramma di radiazione fornisce anche il diagramma di ricezione, quando l'antenna è ricevente.

Va sottolineato che il diagramma di radiazione non è la rappresentazione dell'energia effettivamente irradiata, ma semplicemente una curva che rappresenta come potenza fornita in ingresso all'antenna viene distribuita nelle varie direzioni.

Guadagno

Ogni antenna reale concentra, in misura maggiore  o minore, l'energia irradiata in certe direzioni.

Ne consegue che, a parità di potenza in ingresso, per l'antenna reale la densità di potenza nelle direzioni di massimo irraggiamento è maggiore della densità di potenza irradiata, in modo uniforme, da un'antenna isotropia.

Di ha quindi un guadagno rispetto a quest'ultima.

Il guadagno di un'antenna esprime, perciò, l'aumento della potenza irradiata che si ottiene concentrando la potenza in certe direzioni, rispetto a un'irradiazione uniforme(antenna isotropia).

Il guadagno di un'antenna viene definito come il rapporto della densità di potenza irradiata da un'antenna e la densità di potenza che irradierebbe un'antenna isotropia.

G = 10* log₁₀ S/S_iso

EIRP(Equivalent Isotropic Radiated Power, potenza irradiata isotropica equivalente)

L'EIRP è il livello di potenza equivalente , espresso in dB_w con il quale dovrebbe irradiare un'antenna isotropica per dare, nella direzione di massimo irragiamento, la stessa intensità di campo dell'antenna che realmente si utilizza.

EIRP = = 10* log₁₀ P_iso

Resistenza d'antenna

Un'antenna rappresenta, per il trasmettitore e il feeder che li alimenta, un carico resistivo che viene denominato resistenza d'antenna (R_a).

La resistenza viene considerata come la somma di due resistenza, la resistenza di radiazione (R_r) e la resistenza di dissipazione (R_d).

R_a = R_r + R_d

• Resistenza di radiazione

Tiene conto della traduzione effettuata da un'antenna, la quale converte la potenza fornita dal trasmettitore in campi elettro magnetici.

La resistenza di radiazione è definita come il rapporto tra la potenza irradiata dall'antenna (P) e il quadrato della corrente (I) che giunge nel punto di alimentazione.

R_r = P/I²

• Resistenza di dissipazione

Tiene conto di tutte le perdite di potenza che si possono avere, a causa della resistenza dei conduttori, della vicinanze di oggetti metallici, ecc .

• Rendimento, o efficienza, di un'antenna

Il rendimento (h), o efficienza, di un'antenna è dato dal rapporto tra la potenza (P_irr) effettivamente irradiata dall'antenna e quella fornita in ingresso all'antenna(P_in).

Matematicamente, tenendo conto che P_irr = R_r*I² e P_in = (R_r + R_d)* I² , si ha che:

h= Pirr / Pin = Rr / Rr + Rd

Tipi di antenne

Antenne lineari

Antenne omnidirezionali

Sono omnidirezionali quelle antenne che irradiano in modo uniforme in un certo piano(di solito nel piano orizzontale), in cui il diagramma di radiazione è un cerchio.

• Dipolo elementare

È un'antenna a dipolo avente lunghezza molto minore della lunghezza d'onda e su cui la corrente è costante.

• Dipolo in . /2

È un'antenna a dipolo la cui larghezza è pari a . /2.

Per questo motivo viene chiamata dipolo in . /2 o dipolo a mezz'onda.

Caratteristiche:

1. nel piano orizzontale il diagramma di radiazione è un cerchio e quindi l'antenna è omnidirezionale in questo piano
2. nel piano verticale l'antenna è direttiva
3. il guadagno è pari a 2.15 dB
4. nello spazio libero la resistenza da radiazione è pari a R_r = 73 .
5. nel piano orizzontale l'intensità del campo elettrico si può determinare, ricordando la resistenza di radiazione.

Il dipolo in . /2 è un'antenna risonante.

L'antenna è in risonanza quando la sua lunghezza è pari a . /2.

• Dipolo in . /4 o antenna Marconi

L' antenna Marconi è un semi-dipolo, avente lunghezza pari a . /4, connesso a terra attraverso il generatore che lo alimenta.

Il suo funzionamento si basa sul principio delle immagini, il quale afferma che il campo prodotto da una carica posta nelle vicinanze di un piano equivalente al campo che si avrebbe  se, invece del piano, vi fosse una carica di segno opposto, simmetrica rispetto al piano e detta carica immagine.

Nel piano orizzontale il diagramma di radiazione è un cerchio per cui l'antenna Marconi è omnidirezionale.