Newsgroup: it.scienza.fisica
Titolo: Diagramma di irradiazione

Sto studiando come variano i campi irradiati da un'antenna con il variare
della distanza.
Non posso riportare esattamente la mia difficoltà perchè per essere bene
illustrata necessiterebbe di un disegno e di alcune formule quindi mi limito
a formularvi una domanda concettuale.
Se consideriamo antenne filari di lunghezza molto maggiore di quella della
lunghezza d'onda che ci interessa, queste risulteranno essere direttive,
cioè il loro diagramma di irradiazione ha un lobo molto pronunciato,
viceversa se il filo è corto l'antenna è omnidirezionale.
Questo fenomeno viene giustificato dal fatto che le antenne "funzionanon per
interferenze", e si discute riguardo la fase delle correnti.
Proprio questa parte non mi è chiara, come posso convincermi di quanto
sopra? So che non è un modo ortodosso di porre una domanda e me ne scuso ma
non posso appesantire troppo il messaggio e d'altronde sarebbe impossibile
postare un disegno.
"Quello che conta non è tanto l'idea ....
                  .... ma la capacità di crederci, fino in fondo".
                                                                  Ezra Pound

Il diagramma di radiazione è la rappresentazione grafica dell'intensità di
campo risultante su di una superficie sferica centrata nell'antenna.
Il fatto che le antenne "funzionano per interferenze" significa che i
contributi di ciascun infinitesimo elemento percorso da corrente -in cui si
può pensare scomponibile l'antenna- si combinano, ad una certa distanza
dall'antenna stessa, secondo i reciproci rapporti di ampiezza e fase, in
modo da rafforzarsi od elidersi.
Questo metodo di analisi è sfruttato da appositi programmi per elaboratore
(NEC, ecc.) che approssimano con elementi finiti l'analisi differenziale per
calcolare le proprietà di una estesa varietà di antenne.
Se il conduttore è corto rispetto lambda gli elementi infinitesimi in cui
l'antenna è scomponibile si combinano nel cd. far-field senza apprezzabili
differenze di ampiezza e fase, il risultante diagramma di irradiazione è
omnidirezionale nel piano perpendicolare al conduttore; nei piani paralleli
al conduttore la forma è approssimativamente quella di un "8" coricato.
Se consideri antenne filari di lunghezza molto maggiore di quella della
lunghezza d'onda che ti interessa, devi innanzitutto distinguere tra due
classi di antenna:
le A che supportano onde stazionarie e le cd. A ad onda progressiva.
Le prime sono semplicemente dei conduttori (di lunghezza finita e alimentati
ad un estremo o in un qualsiasi punto del tratto conduttore) non terminate,
cosicché ai loro estremi avviene una riflessione dal momento che la corrente
d'antenna non può fluire oltre il limite fisico del conduttore.
Per questa classe di antenne pur esistendo un lobo di irradiazione
principale, il diagramma di radiazione è in realtà costituito da un numero
di lobi che cresce con l'aumentare della lunghezza del conduttore rispetto
la lunghezza d'onda di emissione.
Le seconde sono costituite nella forma più semplice da un lungo (rispetto
lambda) tratto di conduttore, terminato su di un carico non reattivo di
impedenza uguale alla linea di trasmissione costituita dal conduttore e dal
suolo o da un conduttore di lunghezza infinita.
In queste antenne la distribuzione di corrente è linearmente decrescente
dalla sorgente al carico (per la costituzione del campo EM) ed il diagramma
di radiazione presenta un lobo che si sviluppa su di un volume conico.
Quattro di questi conduttori possono essere disposti a rombo per ottenere un
diagramma altamente direttivo.
Il principio di funzionamento dell'A ad onda progressiva è costituito dalla
leggera differenza di velocità di propagazione della radiazione EM nel vuoto
(o nell'aria) e veicolate dal conduttore.
Per divertimento ed utilità puoi scaricare il programma di "Antenna modeling
and analyzing" freeware EZNEC Demo v.3.0 dall'indirizzo
http://ww.eznec.com/demoinfo.htm
.
Il programma è limitato nell'accuratezza dei calcoli rispetto la
corrispondente versione commerciale ma può essere indubbiamente utile a
quanti fossero interessati ad approfondire l'argomento.
73 de iz3atv
Leonardo - Padova

 
http://ww.eznec.com/demoinfo.htm
.
Bellino. Da consigliare a quelli dell'ASPS, per avere un'idea dei motivi
per cui i loro sistemi non funzioonano. O forse no, magari tirerebbero
fuori qualche inesattezza del programma (che e' ovviamente solo
approssimato) per DIMOSTRARE che in particolari condizioni i loro
sistemi di dipoli dano una spinta. 
Ciao
Gianni Comoretto - Osservatorio di Arcetri

Innanzitutto grazie dell'attenzione e complimenti per la spiegazione, molto
lucida e lineare, insegni?
Ti premetto che sto preparando l'esame di Campi Elettromagnetici I quindi
"per ora" le antenne ed il loro funzionamento sono solo un approfondimento
pertanto scusami se non ti seguo al volo e se le mie domande ti sembreranno
banali e stupide.
Volevo soffermarmi per un attimo su un dipolo ideale diretto lungo z.
Come si muovono le correnti lungo i due rami di un dipolo? se li alimento
con una tensione sinusoidale, per un fissato istante su un ramo scorre la
tensione positiva e sull'altro la negativa, quindi negli istanti successi la
situazione si ribalterà, giusto?
Pertanto avrò un accumulo di cariche positive su una terminazione e negative
sull'altra e questa situazione varierà di continuo come la pulsazione del
mio segnale di alimentazione, giusto?
Sono proprio queste cariche e in particolare la loro reciproca distanza a
determinare il fenomeno della propagazione ed il particolare diagramma di
radiazione, giusto?
Utilizzando il programma che mi hai suggerito ho guardato il diagramma di
radiazione di un dipolo di un metro che lavora a circa 300Mhz, la sua
lunghezza corrisponde proprio alla lunghezza d'onda, se nelle stesse
condizioni di frequenza avessi usato un dipolo di mezzo metro avrei avuto
un'antenna che lavora in fondamentale ovvero hertziana? e con uno di 25cm.
un'antenna marconiana o in armonica, giusto?
Come mi dicevi gli elementi infinitesimi di corrente che scorrono lungo i
due rami del dipolo "interferiscono" a formare il diagramma di radiazione,
dunque si annullano tra loro in tutti i punti dello spazio meno che in
quelli interni alle due circonferenze che costituiscono il grafico, giusto?
Per adesso mi fermo qui, aspetto una tua risposta e colgo l'occasione per
ringraziarti ancora una volta.
Salvatore Terracciano.
--
