1. Introduzione à l'antenne
Un'antenna hè una struttura di transizione trà u spaziu liberu è una linea di trasmissione, cum'è mostratu in a Figura 1. A linea di trasmissione pò esse in forma di linea coassiale o di tubu cavu (guida d'onda), chì hè aduprata per trasmette l'energia elettromagnetica da una fonte à un'antenna, o da un'antenna à un ricevitore. A prima hè un'antenna trasmittente, è a seconda hè un'antenna ricevente.
Figura 1 Percorsu di trasmissione di l'energia elettromagnetica (spaziu senza fonte-linea di trasmissione-antenna)
A trasmissione di u sistema d'antenna in u modu di trasmissione di a Figura 1 hè rapprisintata da l'equivalente di Thevenin cum'è mostratu in a Figura 2, induve a fonte hè rapprisintata da un generatore di signali ideale, a linea di trasmissione hè rapprisintata da una linea cù impedenza caratteristica Zc, è l'antenna hè rapprisintata da un caricu ZA [ZA = (RL + Rr) + jXA]. A resistenza di caricu RL rapprisenta e perdite di conduzione è dielettriche assuciate à a struttura di l'antenna, mentre Rr rapprisenta a resistenza à a radiazione di l'antenna, è a reattanza XA hè aduprata per rapprisintà a parte imaginaria di l'impedenza assuciata à a radiazione di l'antenna. In cundizioni ideali, tutta l'energia generata da a fonte di signali deve esse trasferita à a resistenza à a radiazione Rr, chì hè aduprata per rapprisintà a capacità di radiazione di l'antenna. Tuttavia, in applicazioni pratiche, ci sò perdite cunduttore-dielettriche per via di e caratteristiche di a linea di trasmissione è di l'antenna, è ancu perdite causate da a riflessione (disadattamento) trà a linea di trasmissione è l'antenna. Cunsiderendu l'impedenza interna di a fonte è ignurendu e perdite di linea di trasmissione è di riflessione (disadattamento), a putenza massima hè furnita à l'antenna sottu adattamentu coniugatu.
Figura 2
A causa di a discrepanza trà a linea di trasmissione è l'antenna, l'onda riflessa da l'interfaccia hè sovrapposta à l'onda incidente da a fonte à l'antenna per furmà un'onda stazionaria, chì rapprisenta a cuncentrazione è u almacenamentu di l'energia è hè un dispositivu risonante tipicu. Un schema tipicu d'onda stazionaria hè mostratu da a linea punteggiata in a Figura 2. Se u sistema di l'antenna ùn hè micca cuncipitu currettamente, a linea di trasmissione pò agisce cum'è un elementu di almacenamentu di energia in larga misura, piuttostu chè cum'è una guida d'onda è un dispositivu di trasmissione di energia.
E perdite causate da a linea di trasmissione, l'antenna è l'onde stazionarie sò indesiderabili. E perdite di linea ponu esse minimizate selezziunendu linee di trasmissione à bassa perdita, mentre chì e perdite di l'antenna ponu esse ridutte riducendu a resistenza di perdita rapprisentata da RL in a Figura 2. L'onde stazionarie ponu esse ridutte è l'accumulazione di energia in a linea pò esse minimizzata abbinendu l'impedenza di l'antenna (caricu) cù l'impedenza caratteristica di a linea.
In i sistemi senza filu, in più di riceve o trasmette energia, l'antenne sò generalmente necessarie per migliurà l'energia irradiata in certe direzzione è supprime l'energia irradiata in altre direzzione. Dunque, in più di i dispositivi di rilevazione, l'antenne devenu ancu esse aduprate cum'è dispositivi direzionali. L'antenne ponu esse in varie forme per risponde à bisogni specifici. Pò esse un filu, un'apertura, una patch, un assemblaggio di elementi (array), un riflettore, una lente, ecc.
In i sistemi di cumunicazione senza filu, l'antenne sò unu di i cumpunenti i più critichi. Una bona cuncepzione di l'antenna pò riduce i requisiti di u sistema è migliurà e prestazioni generali di u sistema. Un esempiu classicu hè a televisione, induve a ricezione di e trasmissioni pò esse migliurata aduprendu antenne à alte prestazioni. L'antenne sò per i sistemi di cumunicazione ciò chì l'ochji sò per l'omu.
2. Classificazione di l'antenna
1. Antenna à filu
L'antenne à filu sò unu di i tipi d'antenne più cumuni perchè si trovanu guasi dappertuttu - vitture, edifici, navi, aerei, navi spaziali, ecc. Ci sò diverse forme d'antenne à filu, cum'è linea dritta (dipolo), anello, spirale, cum'è mostratu in a Figura 3. L'antenne à anello ùn anu micca solu bisognu d'esse circulari. Puderanu esse rettangulari, quadrate, ovali o qualsiasi altra forma. L'antenna circulare hè a più cumuna per via di a so struttura simplice.
Figura 3
2. Antenne d'apertura
L'antenne à apertura ghjocanu un rollu più impurtante per via di a dumanda crescente di forme più cumplesse d'antenne è di l'utilizazione di frequenze più alte. Alcune forme d'antenne à apertura (antenne piramidali, cuniche è rettangulari à corna) sò mostrate in a Figura 4. Stu tipu d'antenna hè assai utile per l'applicazioni di aerei è veiculi spaziali perchè ponu esse muntate assai cunvenientemente nantu à a carcassa esterna di l'aeromobile o di u veiculu spaziale. Inoltre, ponu esse cuperte cù un stratu di materiale dielettricu per prutegele da ambienti difficili.
Figura 4
3. Antenna microstrip
L'antenne microstrip sò diventate assai populari in l'anni 1970, principalmente per l'applicazioni satellitari. L'antenna hè custituita da un substratu dielettricu è una patch metallica. A patch metallica pò avè parechje forme diverse, è l'antenna patch rettangulare mostrata in a Figura 5 hè a più cumuna. L'antenne microstrip anu un prufilu bassu, sò adatte per superfici piane è non piane, sò simplici è economiche da fabricà, anu una alta robustezza quandu sò montate nantu à superfici rigide è sò cumpatibili cù i disinni MMIC. Puderanu esse montate nantu à a superficia di aerei, navi spaziali, satelliti, missili, vitture è ancu dispositivi mobili è ponu esse cuncepite in cunfurmità.
Figura 5
4. Antenna Array
E caratteristiche di radiazione richieste da parechje applicazioni ùn ponu micca esse ottenute da un solu elementu d'antenna. I sistemi d'antenna ponu fà chì a radiazione di l'elementi sintetizzati pruduci a massima radiazione in una o più direzzioni specifiche, un esempiu tipicu hè mostratu in a Figura 6.
Figura 6
5. Antenna riflettente
U successu di l'esplorazione spaziale hà ancu purtatu à u sviluppu rapidu di a teoria di l'antenna. A causa di a necessità di cumunicazione à distanza ultra-lunga, antenne à guadagnu estremamente altu devenu esse aduprate per trasmette è riceve signali à milioni di chilometri di distanza. In questa applicazione, una forma cumuna d'antenna hè l'antenna parabolica mostrata in a Figura 7. Stu tipu d'antenna hà un diametru di 305 metri o più, è una dimensione cusì grande hè necessaria per ottene l'altu guadagnu necessariu per trasmette o riceve signali à milioni di chilometri di distanza. Un'altra forma di riflettore hè un riflettore d'angulu, cum'è mostratu in a Figura 7 (c).
Figura 7
6. Antenne di Lente
E lenti sò principalmente aduprate per collimà l'energia sparsa incidente per impedisce ch'ella si sparghji in direzzioni di radiazione indesiderate. Cambiendu currettamente a geometria di a lente è scegliendu u materiale ghjustu, ponu cunvertisce varie forme d'energia divergente in onde piane. Puderanu esse aduprate in a maiò parte di l'applicazioni cum'è antenne riflettenti paraboliche, in particulare à frequenze più alte, è a so dimensione è u so pesu diventanu assai grandi à frequenze più basse. L'antenne lenti sò classificate secondu i so materiali di custruzzione o forme geometriche, alcune di e quali sò mostrate in a Figura 8.
Figura 8
Per sapenne di più nantu à l'antenne, visitate:
Data di publicazione: 19 di lugliu di u 2024
