Antene și Propagare

Acest site se adreseaza celor care doresc sa afle cateva aspecte generale legate de functionarea antenelor de receptie, particularizate din punct de vedere teoretic prin dipolul Hertz, precum si legaturile acestora cu liniile de transmisie, mai exact prin cablu coaxial (75?), impreuna cu problema adaptarii acestora.

1. Generalitati despre antene

Transmisia datelor la distante mari a devenit indispensabila pentru omenire. Un mijloc eficient si economic este transmisia prin intermediul campului electromagnetic. Acesta se propaga la distante mari prin aer (sau alte medii) cu pierderi suficient de mici pentru a nu atenua prea mult semnalul intr-o anumita zona (de emisie). In acest scop se folosesc undele radio.

Frecventele folosite difera in functie de distanta la care se doreste propagarea, cantitatea de informatie necesara, de calitatea (interferente, zgomot, paraziti) acesteia si de alti parametri specifici domeniului de utilizare. De exemplu, in telefonia celulara, standardul GSM foloseste frecventele 900 MHz sau 1800 MHz. Astfel se poate transmite o cantitate mare de informatie, cu perturbatii mici, dar aria de acoperire a unui emitator este relativ mica (in general de ordinul a zecilor de km). Pentru comparatie, semnalul emis de un emitator radio in domeniul undelor lungi (sute de KHz) este puternic afectat de paraziti, dar se poate propaga la mii de km distanta.

2. Notiuni introductive

Antena reprezinta interfata dintre instalatia de emisie sau receptie si campul electromagnetic. Antena de emisie, impreuna cu linia de alimentare asigura ca de la emitator energia electromagnetica alternativa sa fie radiata in spatiu in modul dorit. Antena de receptie asigura extragerea optima a energiei din campul electromagnetic si canalizarea ei, printr-o linie de alimentare spre receptor. Nici o instalatie de comunicatii nu se poate dispensa de antene de emisie si receptie.

Pentru transmiterea informatiei prin intermediul undelor electromagnetice, acestea se moduleaza. Aceasta inseamna suprapunerea peste semnalul purtator (unda electromagnetica) a inca unui semnal ce contine informatia. Deoarece sunt unde sinusoidale, in general se folosesc trei tipuri de modulari: - modularea in amplitudine = MA (/AM in engleza) - se modifica amplitudinea semnalului; - modularea in frecventa = MF (/FM in engleza) - se modifica frecventa semnalului; - modularea in faza = MP (/PM in engleza) - se modifica faza semnalului;

In practica se intalnesc numeroase tipuri de antene, incepand cu unele rudimentare si terminand cu structuri complexe, formate din mii de elemente dispuse convenabil sau din mari structuri reflactante, cum este reflectorul de 300m diametru de la Arecibo, Porto Rico. In cele ce urmeaza vor fi prezentate unele tipuri de antene uzuale.

3. Tipuri de antene

Primele tipuri de antene studiate au fost: dipolul, antena verticala si cadrul.

In cazul antenelor pentru receptoarele obisnuite de radio si televiziune, antena se reduce deseori la o bucata de conductor legata la aparat. Se constata insa cu usurinta ca, in cazul televizoarelor, receptia se imbunatateste considerabil daca se recurge la antene mai complicate. Desigur ca va este familiar desenul din figura de mai jos:

Trecand la antenele de emisie se constata o varietate foarte mare de tipuri utilizate. In cazul undelor lungi sunt uzuale antene formate dintr-un fir vertical, care se termina printr-o mare capacitate terminala (vezi figura 1). Daca ne intereseaza undele medii vom folosi piloni radianti. In domeniul undelor scurte, se utilizeaza antene directive, care concentreaza energia spre anumite directii. Aceasta concentrare a energiei se realizeaza cu structuri proiectate in mod special.

Cateva din acestea ar fi: Antena Beverage, antena V si antena rombica, caracterizate prin aceea ca impedanta la intrare ramane practic constanta intr-o banda mai mare de frecvente. In domeniul microundelor se utilizeaza foarte multe reflectoare parabolice, antene-fanta si chiar antene dielectrice.