ANTENNE

GUGLIELMO MARCONI Bologna, 25/04/1874 - Roma, 20 luglio 1937 Guglielmo Marconi è considerato senza dubbio universalmente il padre della Radio, anche se è corretto chiarire che esperimenti sulla trasmissione delle onde elettromagnetiche erano già stati effettuati da Hertz nel laboratorio della sua Università di Karlsruhe, ma a distanza di qualche metro, oltre al fatto che Hertz non diede mai ad essi alcuna importanza nè ne cercò alcuna applicazione concreta. Lo stesso deve dirsi per Nikola Tesla che pure fece esperimenti, spesso segreti e misteriosi sull'argomento senza però mai ufficializzarli ed Edison, quasi in contemporanea fece lo stesso. Soltanto l'esperimento di Marconi, però, portò indubbiamente allo sviluppo della Telegrafia senza fili, come agli inizi si chiamava la Radio.

NIKOLA TESLA (Smilijan, 10/07/1856 - New Yorx, 07/01/1943) Tesla, di origine serba, nasce in Dalmazia, molto studioso sin da ragazzo, al punto da studiare 19 ore al giorno e dormire solo due ore. Era un personaggio assolutamente diverso da tutti gli altri uomini, in quanto gli si attribuiscono poteri decisamente paranormali. Pare che sentisse al buio la presenza di oggetti nell'etere, che fosse soggetto a sensazioni misteriose di tipo psicologico ed a presenze immateriali. Inventò la corrente alternata dimostrandone tutti i vantaggi nella trasmissione dell'energia elettrica a distanza. Inventò anche il motore in corrente alternata il cui brevetto cedette a Westinghouse che lo produsse in migliaia di esemplari. Creò grandissimi generatori di energia elettrica in grado di mandare impulsi di corrente sottoterra o via etere senza bisogno di fili elettrici Era capace di studiare tutto un intero progetto senza mettere niente per iscritto, ma solo tenendo tutto nella sua mente. Fece esperimenti di trasmissione delle onde elettromagnetiche prima di Marconi cui contestò sempre il primato di invenzione della Radio Lavorò insieme ad Edison nella sua Azienda in America e spesso entrò in conflitto con lui.

GENERALITA’ ANTENNA: dispositivo in grado di trasmettere o ricevere O.e.m.; costituito da fili conduttori collegati ad un gen. di segnale per irradiare energia E.M. oppure nel caso di Antenna Ricev. viene investita da un o.e.m. che produce una tensione indotta che ha le stesse caratteristiche del segnale TX. alcune informazioni: c = 300 000 km/s (velocità dell’o.e.m. nel vuoto) f = c/λ ; per un antenna hertziana si ottiene f = c/2L

Diagrammi di radiazione a) solido di rotazione, b) diagramma Verticale sul piano x,z, c) diagramma Orizzontale sul piano x,y. Esempio per un antenna a dipolo I diagrammi di Radiazione visualizzano la propagazione dell’o.e.m. nelle 3 direzioni.

Parametri caratteristici Guadagno Il guadagno di un'antenna è definito come il rapporto fra la potenza irradiata dall'antenna nella direzione in esame e la potenza che irradierebbe un'antenna isotropa nella stessa direzione se fosse alimentata con la stessa potenza. Rendimento Resistenza Area efficace d’antenna Si dimostra che: Il campo Guadagno Esprime la direttività Espresso in dB GdB = 10 Log10 (G)

Parametri caratteristici Le antenne irradiano energia elettromagnetica con la stessa intensità differente nelle varie direzioni circostanti. Per meglio realizzare questo studio si è definita un'antenna, detta isotropa o isotropica. Questa ha la caratteristica di irradiare in ogni direzione con la stessa intensità ed ha quindi come diagramma di radiazione una sfera che, in una sezione piana, diventa un cerchio. A destra è rappresentato il diagramma di radiazione dell'antenna hertziana, confrontato con quello dell'antenna isotropa

Parametri caratteristici RENDIMENTO Nelle antenne, sia trasmittenti che riceventi, circola corrente elettrica a radiofrequenza che determina perdite per effetto Joule. Si definisce allora rendimento o efficienza, nelle antenne trasmittenti, il rapporto fra la potenza irradiata e la potenza ricevuta, come indicato a destra. Naturalmente nelle antenne riceventi la definizione è inversa, cioè si definisce rendimento il rapporto fra la potenza elettrica prodotta e la potenza elettromagnetica ricevuta. Le  perdite termiche in un'antenna hanno valori che vanno dal 3% al 5%, corrispondenti ad un rendimento del 97% - 95%.

Tipi fondamentali di Antenne La prima antenna fu inventata da Hertz ed aveva la forma indicata in figura. Oggi l'antenna che porta il suo nome è molto usata, ad esempio nei trasmettitori e ripetitori per cellulari e per sistemi radiotelevisivi, spesso non da sola, ma in cortine. La lunghezza di ognuno dei due stili è, in prima approssimazione,λ/2 , o meglio,  tenendo conto di un fattore correttivo del 5% in meno, è il 95% di λ /2. L'antenna marconiana, che prende il nome da Guglielmo Marconi, ha invece uno stilo a massa ed un altro lungo λ /4, o, se si vuole essere più esatti, il 95% di λ /4 L'antenna hertziana ha resistenza di radiazione uguale a 73 Ω, mentre quella marconiana ha resistenza di radiazione uguale a 36,5 Ω.

Tipi di antenne

Diagramma di radiazione antenna marconiana 1) la struttura, 2) la distribuzione della corrente ed in 3) è riportato il diagramma di radiazione.

Tipi di antenne Dipolo elementare Consiste in un conduttore in cui l’ampiezza e la fase della corrente sono costanti. Inoltre : λ >> L λ = lunghezza d’onda L = lunghezza geometrica Resistenza di radiazione Ri Guadagno G = 1,5

Diagrammi di radizione dipolo hertziano ed elementare

Tipi di Antenne Antenna a dipolo ripiegato (larga banda) Costituita da un tubo di alluminio di piccolo diametro ripiegato su se stesso in modo che la lunghezza complessiva risulti L = λ/2 Resistenza di radiazione Ri ≈ 290 Ω