Che cos’è un modello di radiazione dell’antenna?

Un diagramma di radiazione dell’antenna viene disegnato su un grafico polare o rettangolare per valutare le interazioni energetiche dei componenti delle antenne, progettate per trasmettere o ricevere un campo elettromagnetico (EM) tramite l’interazione con una corrente alternata. Frequenza e polarizzazione sono tracciate su un piano spaziale, utilizzando i decibel (dB) come unità di misura. Le interazioni tra questi elementi creano molti modelli geometrici diversi che emettono attorno a diversi tipi di antenne. I grafici rivelano le loro specifiche capacità di ricetrasmissione e la relativa intensità di campo.

I fattori che influenzano il diagramma di radiazione dell’antenna possono includere l’impedenza di ingresso, misurata con un analizzatore di rete vettoriale (VNA), o un misuratore del rapporto d’onda stazionaria (SWR). Larghezza di banda, efficienza, azimut ed elevazione completano l’analisi del modello sul campo. Ruotando l’antenna di 360 gradi sui piani orizzontale e verticale, è possibile costruire un diagramma polare del diagramma di radiazione EM.

Questi dispositivi aerei sono in genere progettati per una particolare frequenza e utilizzo, in posizioni solitarie o raggruppate. Lunghezze diverse approssimano multipli o divisori di una frequenza target. Trasmettono e ricevono informazioni elettroniche codificate nelle frequenze EM, come nelle comunicazioni radiofoniche o televisive.

Nessun diagramma di radiazione dell’antenna trasmette allo stesso modo in tutte le direzioni. Le antenne isotrope teoriche hanno schemi perfettamente sferici; non direzionali, questi modelli vengono utilizzati solo come base di confronto per il calcolo del guadagno di un’antenna. Le antenne omnidirezionali mostrano schemi simmetrici. Le polarizzazioni nelle frequenze creano campi simmetrici: lobi e spazi nulli, che si estendono dall’asse dell’antenna.

Le antenne simmetriche unipolari e dipolo mostrano un diagramma di radiazione dell’antenna ugualmente simmetrico, a causa della radiazione che emette fuori fase a determinati angoli, dove va a zero. L’asse di massima radiazione attraversa un lobo principale, mentre i lobi minori o laterali si estendono in altre direzioni. Un lobo che si estende di fronte all’asse del fascio del lobo principale è chiamato lobo posteriore.

I grafici rivelano che più lontano dall’asse si estende un modello, più forza possiede la lunghezza d’onda. Questi sono rappresentati in stampa come sezioni trasversali bidimensionali. Un diagramma di radiazione dell’antenna può essere mostrato in tre dimensioni utilizzando la modellazione grafica al computer.
La direttività si riferisce alla necessità di puntare un’antenna. Le antenne paraboliche televisive hanno direttività, ma le antenne dei telefoni cellulari no. Le antenne ad asta servono radio e telefoni cellulari. Le antenne Yagi sono dipoli a mezza lunghezza d’onda utilizzati per frequenze superiori a 10 megahertz (MHz); questi svolgono il compito in Citizens Band (CB), radioamatori e ricezione televisiva.

Le antenne ad apertura sono ricetrasmettitori a microonde modellati in dischi, piatti e array rettangolari, come si vede sulle torri dei telefoni cellulari. Il diagramma di radiazione dell’antenna appare come un toro o un corno attorno all’asse del raggio. Altri possono includere elicoidale, conico, parabolico e altro; esistono dozzine di altri tipi e modelli di antenne in numerose varianti geometriche.