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Perchè continuare a parlare di antenne? Prima parte

Perchè continuare a parlare di antenne

Beh, almeno due sono le ragioni, limitandoci a citare le più importanti. Prima di tutto, si tratta di dispositivi piuttosto semplici, almeno in generale e dal punto di vista circuitale: basti pensare che, in massima sintesi, un’antenna può essere schematizzata come un conduttore di dimensioni non trascurabili rispetto alla lunghezza d’onda dei segnali con cui opera.

I dispositivi di cui parliamo non contengono quindi transistori, valvole. integrati o simili, e tanto meno circuiti amplificatori, modulatori o rivelatori, i cui esatti metodi di operazione sono spesso difficili da comprendere. Si tratta, lo ribadiamo, di spezzoni di filo conduttore, oppure di tubi, talvolta con incorporato un trasformatore di adattamento: tutte queste, almeno, sono cose facili da visualizzare. Il secondo motivo che giustifica la grande attenzione tuttora riservata all’argomento “antenne” consiste proprio nelle singole prestazioni ottenibili, in quanto ciascun radioamatore con un minimo di esperienza sa bene che il sistema più semplice per migliorare le prestazioni della propria stazione è quello di migliorare la propria antenna.

Si può anche aggiungere che un’antenna, oltre che essere l’autocostruzione più semplice che non quella della maggior parte degli apparati di stazione, è anche più facile da far funzionare correttamente. Se infine vogliamo considerare che essa rappresenta l’ultima spiaggia per quella che dovrebbe essere la caratteristica tipica del radioamatore, e cioè l’autocostruzione, ecco perché l’antenna giustifica la sua perdurante popolarità. Bene, se tutto ciò è vero (e lo è!), ecco che è giustificata anche una certa conoscenza della teoria (almeno, della parte più basilare e semplice) che ne permetta un buon sfruttamento.

Ci sembrava così ben comprensibile la ragione di questo articolo, che d’altra parte rappresenta solamente un breve riepilogo teorico delle caratteristiche fondamentali come guadagno, rendimento, area di cattura ed altezza effettiva, parametri con cui molti radioamatori non hanno sufficiente confidenza, partendo naturalmente dalle giustificazioni teoriche più salienti.

Reciprocità in un’antenna

Fondamentalmente, l’antenna appartiene alla categoria dei trasduttori, è cioè un dispositivo che serve a convertire energia da una forma ad un’altra. Quando un’onda elettromagnetica colpisce un’antenna, otteniamo che ai suoi terminali diventa disponibile una potenza elettrica; viceversa, se applichiamo potenza elettrica ai terminali di un’antenna, da essa viene irradiata un’onda elettromagnetica. É questa proprietà di operare la trasduzione in un verso come nell’altro che viene definita reciprocità, ed è una caratteristica tipica di ogni antenna. Questo complesso di comportamenti richiede quindi alcune conoscenze preliminari sui campi elettromagnetici, che passiamo ad esaminare rapidamente.

Campi elettromagnetici

La maggior parte delle persone oggi sa che sono i campi, ovvero le onde elettromagnetiche che costituiscono l’invisibile collegamento fra stazione trasmittente e ricevente in un sistema di radio-comnicazione; ma il fatto è che ben pochi sanno esattamente, anche fra i professionisti, cosa sia un campo elettromagnetico.

Si cominciò circa 2600 anni fa a rendersi conto che, strofinando certe sostanze (tipicamente ambra), esse diventavano adatte ad attrarre altri corpi; questa costituiva già una forma di azione a distanza, che poi venne chiamata attrazione elettrica. Anche altre sostanze, si notò che erano in grado di attrarre materiali a distanza, senza necessità di strofinio, e si trattava di minerali di ferro; questo tipo di attrazione si indicò come magnetica per differenziarla dalla precedente.

Dopo quasi 2500 anni di tentativi di inquadrare la spiegazione di questi fenomeni, il grande fisico James C. Maxwell definì l’opportuna correlazione fra i fenomeni dell’elettromagnetismo con un lavoro matematico che espresse le relazioni fra campi elettrici e magnetici mediante due espressioni matematiche (le equazioni che portano il suo nome e che costituiscono a tutt’oggi le fondamenta dell’elettromagnetismo). Le onde viaggianti Riferendosi ad un sistema di radiocomunicazione, la caratteristica dei campi elettromagnetici che salta subito all’attenzione è senz’altro la loro attitudine a muoversi, a trasferirsi, in poche parole a trasportare energia da un punto all’altro.

Non a caso questi campi vengono identificati come onde viaggianti e sono composti (come già enunciato) da due componenti: un campo elettrico ed uno magnetico. Se qualcuno fosse in grado di vedere il passaggio di un’onda elettromagnetica, si potrebbe notare come l’energia contenuta nell’onda sia alternativamente presente in forma di campo elettrico o campo magnetico; questa trasformazione dell’energia da una forma all’altra avviene in modo sinusoidale, e si completa in un solo punto per ciascun ciclo.

La velocità, ovvero il ritmo, con cui questa trasformazione di energia ha luogo si indica come frequenza dell’onda; se, per esempio, questa trasformazione da campo elettrico a magnetico e poi di nuovo ad elettrico (cioè un ciclo completo) si verifica ogni milionesimo di secondo, la frequenza sarà pari ad 1 milione di cicli al secondo, ovvero 1 MHz. L’energia elettromagnetica sotto forma di onda viaggiante si sposta alla spaventosa velocità di 300.000 km/s, e la lunghezza d’onda di una particolare onda viaggiante non è altro che la distanza che l’onda percorre durante un suo ciclo completo.

radiokit elettronica

 

 

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