ANTENNE

ANTENNE
GUGLIELMO MARCONI
BOLOGNA, 25/04/1874 - ROMA, 20 LUGLIO 1937
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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)
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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
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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
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I diagrammi di
Radiazione
visualizzano la
propagazione
dell’o.e.m. nelle
3 direzioni.
PARAMETRI CARATTERISTICI
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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
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Guadagno
Esprime la direttività
Espresso in dB
GdB = 10 Log10 (G)
PARAMETRI CARATTERISTICI
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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
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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
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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
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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
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