Antene si propagarea undelor radiofonice

Antene si propagarea undelor radiofonice

Antene. Prin antena se intelege un sistem de conductoare care serveste la captarea undelor radiofonice, in cazul receptiei, si la emisia undelor. Antena transforma energia undelor radiofonice de radio frecventa si transforma energia curentilor de radio frecventa in unde radio.

Un circuit oscilant inchis care are parametrii redusi, in comparatie cu lungimea de unda radiaza foarte slab energia electromagnetica. Acest lucru poate fi aplicat in modul urmator: Daca un conductor prin care trece un curent de radio frecventa este indoit in forma de bucla, atunci in cele doua jumatati ale lui, curentii vor circula in sens opus. Undele radiate in aceste jumatati de conductor se afla in opozitie de faza si daca distanta d dintre conductoare este mica in comparatie cu lungimea de unda, atunci aceste unde se vor anihila reciproc in spatiu. Deci, un conductor in forma de bucla nu radiaza aproape de loc energie electromagnetica. Acelasi lucru se poate spune si despre un conductor in forma de dreptunghi sau despre o spira rotunda care au dimensiuni mult mai mici decat lungimea de unda.

Constructiv este posibil sa se schimbe un circuit oscilant astfel incat in elementele lui separate curentii sa aiba acelasi sens. In acest caz undele radiate de aceste elemente nu se vor anula reciproc ci vor spori considerabil ca valoare. Aceasta se realizeaza prin transformarea circuitului inchis intr-un circuit deschis, numit antena.

Antenele se impart in antene de receptie si antene de emisie.

Principal nu exista nici o diferenta intre cele doua tipuri de antena, de aceea multe tipuri de antene de receptie pot fi utilizate la emisie si invers.

Receptia undelor radio se bazeaza pe faptul ca undele electromagnetice actioneaza asupra tuturor conductoarelor aflate in calea lor, inducand in ele t.e.m.

Campul electromagnetic al unei unde radio care a intalnit in calea ei un conductor face sa oscileze electronii din acest conductor, dand nastere unui curent de radio frecventa, care are aceeasi frecventa ca si curentul din antena emitatorului.

Un tip special si foarte interesant de antena de receptie este asa numita antena cadru sau pe scurt cadru. Aceasta este alcatuita dintr-o bobina de dimensiuni mari si are proprietatea unei receptii dirijate. Cadrul asigura o receptie buna a undelor orientate de-a lungul planului sau, pe cand undele perpendiculare pe acest plan nu sunt deloc receptionate.

Rotirea cadrului in jurul axului sau permite receptia optima a statiei dorite, libera de interferentele altor statii.

Propagarea undelor. Sub influenta razelor solare, a razelor cosmice si a altor radiatii care se indreapta spre pamant, din spatiul cosmic, aerul se ionizeaza. Aerul ionizat este un semiconductor si influenteaza foarte mult propagarea undelor radiofonice.

In cursul propagarii undelor radio deasupra Pamantului se produc in atmosfera fenomenele aratate in continuare.

Dispersiunea enegiei undelor. Undele pornesc de la antena emitatorului, in toate directiile si pe masura indepartarii lor, energia se distribuie pe o portiune din ce in ce mai mare de spatiu.

In fiecare punct al spatiului, valoarea energiei devine din ce in ce mai mica. Aceasta micsorare a energiei se produce destul de repede. Singurul mijloc de a micsora dispersiunea energiei este radiatia dirijata, adica undele radiofonice sa fie dirijate intr-o singura directie, marindu-se astfel bataia.

Absorbtia undelor. La trecerea undelor radio prin diferite medii, se observa o absorbtie a energiei lor. Absorbtia este foarte mica daca aerul este neionizat.

Dielectricii solizi, semiconductorii si conductoarele absorb o cantitate de energie.

In cursul propagarii undelor radio deasupra Pamantului, energia lor este absorbita atat de sol cat si de diferite obstacole locale ca: munti, dealuri, paduri, cladiri, linii electrice etc. Deosebit de puternica este absorbtia produsa de catre acoperisurile metalice, sau de catre stratul de pamant umed, deoarece acestea sunt bune conducatoare de electricitate.

Reflectia si refractia undelor. Daca o unda se propaga intr-un mediu omogen, drumul ei va fi o linie dreapta; in locurile de trecere dintr-un mediul intr-altul, se observa insa fenomene de reflectie si de refractie. Aceste fenomene apar intotdeauna la limita de separatie dintre doua medii cu constante dielectrice diferite.

Reflectia este fenomenul prin care o unda, la limita de separatie a doua medii, isi schimba directia dupa un anumit unghi.

Refractia undelor se explica prin faptul ca in diferite medii viteza de propagare a undelor este diferita.

Daca unda radiofonica intalneste un dielectric sau un semiconductor se produce absorbtie, reflectie si refractie.

Difractia undelor. Fenomenul consta in inconjurarea diferitelor obstacole de catre unde. Daca undele radiofonice intalnesc in calea lor un obstacol sub forma unui munte, a unei cladiri mari etc., ele il pot inconjura, curbandu-se traseul. Cu cat unda este mai lunga, cu atat ea poate inconjura mai usor obstacolele. Unda nu poate "coti" brusc, sub un unghi drept un obstacol.

Interferenta undelor. Prin interferenta se intelege insumarea intr-un anumit loc din spatiu, a doua sau mai multe unde, avand aceeasi frecventa sau frecvente apropiate. Undele provenite de la diferite statii pot interfera producand perturbatii. Orice antena de emisie radiaza doua grupuri de unde. Undele radiate orizontal se propaga de-a lungul suprafetei pamantului, in paturile inferioare ale atmosferei si se numesc unde de suprafata.

Undele radiate sub un unghi oarecare fata de suprafata pamantului se numesc unde spatiale.

Undele de suprafata sunt absorbite, in drumul lor, de sol si de diferite obiecte locale; undele spatiale sunt mia putin absorbite in paturile mai slab ionizate.