El 1873, el matemàtic britànic Maxwell va resumir l'equació del camp electromagnètic: equació de Maxwell.L'equació mostra que: la càrrega elèctrica pot produir un camp elèctric, el corrent pot produir un camp magnètic i el camp elèctric canviant també pot produir un camp magnètic, i el camp magnètic canviant pot produir un camp elèctric, que prediu l'existència d'ona electromagnètica.
Catorze anys més tard, el 1887, el físic alemany Heinrich Hertz va dissenyar la primera antena per provar l'existència d'ones electromagnètiques.La comunicació sense fils va començar el 1901 quan el físic italià Gulimo Marconi va utilitzar una gran antena per comunicar-se sobre els oceans.
La funció bàsica de l'antena: s'utilitza per convertir l'energia del corrent d'alta freqüència (o ona guiada) en ona de ràdio i transmetre-la a l'espai segons una distribució predeterminada.Quan s'utilitza per rebre, converteix l'energia de les ones de ràdio de l'espai en energia de corrent d'alta freqüència (o ona guiada).
Per tant, l'antena es pot considerar com un dispositiu de conversió d'ones guiades i d'ones de radiació, és un dispositiu de conversió d'energia.
Guany d'antena
Una característica important d'una antena, independentment de si s'utilitza per transmetre o rebre, és el guany de l'antena.
Algunes fonts d'antena irradien energia per igual en totes direccions, i aquest tipus de radiació s'anomena radiació isòtropa.És com el sol irradiant energia en totes direccions.A una distància fixa, l'energia solar mesurada a qualsevol angle serà aproximadament la mateixa.Per tant, es considera que el sol és un radiador isòtrop.
Totes les altres antenes tenen el guany oposat a un radiador isòtrop.Algunes antenes són direccionals, és a dir, es transmet més energia en unes direccions que en altres.La relació entre l'energia que es propaga en aquestes direccions i l'energia que l'antena no es propaga direccionalment s'anomena guany.Quan s'utilitza una antena de transmissió amb un determinat guany com a antena de recepció, també tindrà el mateix guany de recepció.
Patró d'antena
La majoria de les antenes emeten més radiació en una direcció que en l'altra, i una radiació com aquesta s'anomena radiació anisòtropa.
La directivitat de l'antena es refereix a la relació entre el valor relatiu del camp de radiació de l'antena i la direcció espacial en condicions de la mateixa distància a la regió llunyana.La força del camp llunyà de l'antena es pot expressar com
On, és la funció de direcció, independent de la distància i del corrent de l'antena;Són l'angle azimut i l'angle de pas respectivament;És el nombre d'ona i és la longitud d'ona.
La funció direccional es representa gràficament com el gràfic direccional de l'antena.Per tal de facilitar el dibuix del pla, el dibuix general de les dues direccions del pla principal ortogonal.
El patró d'antena és una representació gràfica de la distribució espacial de l'energia radiada de l'antena.Segons l'aplicació, les antenes només haurien de rebre senyals en una direcció i no en altres (per exemple, antenes de TV, antenes de radar), en canvi, les antenes dels cotxes haurien de poder rebre senyals de totes les direccions possibles del transmissor.
La directivitat desitjada s'aconsegueix mitjançant l'estructura mecànica i elèctrica dirigida de l'antena.La directivitat indica l'efecte de recepció o transmissió d'una antena en una direcció determinada.
Es poden utilitzar dos tipus diferents de gràfics per traçar les orientacions de l'antena: coordenades cartesianes i polars.En un gràfic polar, el punt es projecta sobre el pla de coordenades al llarg de l'eix de rotació (radi) i es mesura el gràfic polar de la radiació.Com es mostra a la imatge següent.
Si el valor màxim del gràfic d'orientació espacial és igual a 1, el gràfic d'orientació s'anomena gràfic d'orientació normalitzada i la funció d'orientació corresponent s'anomena funció d'orientació normalitzada.Emax és la intensitat del camp elèctric en la direcció de la radiació màxima, mentre que és la intensitat del camp elèctric en la direcció de la mateixa distància.
El diagrama de direcció de la relació entre la densitat de potència i la direcció de la radiació s'anomena diagrama de direcció de la potència.
Hora de publicació: 14-feb-2023
