1. Introductio ad Antennas
Antenna est structura transitionis inter spatium vacuum et lineam transmissionis, ut in Figura 1 demonstratur. Linea transmissionis potest esse in forma lineae coaxialis vel tubi cavi (ductis undarum), qui ad transmittendam energiam electromagneticam a fonte ad antennam, vel ab antenna ad receptorem adhibetur. Illa est antenna transmittens, haec vero antenna recipiens.
Figura 1 Via transmissionis energiae electromagneticae (fons-linea transmissionis-spatium sine antenna)
Transmissio systematis antennae in modo transmissionis Figurae 1 repraesentatur per aequivalentem Thevenianum ut in Figura 2 monstratur, ubi fons repraesentatur per generatorem signi ideali, linea transmissionis repraesentatur per lineam cum impedantiae characteristicae Zc, et antenna repraesentatur per onere ZA [ZA = (RL + Rr) + jXA]. Resistentia oneris RL repraesentat damna conductionis et dielectrica cum structura antennae associata, dum Rr repraesentat resistentiam radiationis antennae, et reactantia XA adhibetur ad repraesentandam partem imaginariam impedantiae cum radiatione antennae associatae. Sub condicionibus idealibus, omnis energia a fonte signi generata transferri debet ad resistentiam radiationis Rr, quae adhibetur ad repraesentandam facultatem radiationis antennae. Attamen, in applicationibus practicis, sunt damna conductoris-dielectrica propter characteristicas lineae transmissionis et antennae, necnon damna causata reflexione (disappropriatione) inter lineam transmissionis et antennam. Considerata impedantia interna fontis et neglectis damna lineae transmissionis et reflexione (disappropriatione), maxima potentia antennae praebetur sub adaptatione coniugata.
Figura II
Propter discrepantiam inter lineam transmissionis et antennam, unda reflexa ab interfacie undae incidenti a fonte ad antennam superimponitur ut undam stantem formet, quae concentrationem et accumulationem energiae repraesentat et typicum instrumentum resonans est. Typica forma undae stantis linea punctata in Figura 2 ostenditur. Si systema antennae non rite designatum est, linea transmissionis magna ex parte ut elementum accumulationis energiae fungi potest, potius quam ut ductor undarum et instrumentum transmissionis energiae.
Damna a linea transmissionis, antenna et undis stantibus effecta non sunt desiderabilia. Damna linearum ad minimum redigi possunt per electionem linearum transmissionis cum damno minimo, dum damna antennarum reduci possunt per reductionem resistentiae damni, quae a RL in Figura 2 repraesentatur. Undae stantes reduci possunt et accumulatio energiae in linea ad minimum redigi potest per adaptationem impedantiae antennae (oneris) cum impedantiae characteristicae lineae.
In systematibus sine filo, praeterquam quod energiam recipiunt vel transmittunt, antennae plerumque requiruntur ad energiam radiatam in certas directiones amplificandam et energiam radiatam in alias directiones supprimendam. Ergo, praeter instrumenta detectionis, antennae etiam ut instrumenta directionalia adhibendae sunt. Antennae variis formis esse possunt ad necessitates specificas implendas. Antennae possunt esse filum, apertura, membrana, congeries elementorum (series), reflector, lens, et cetera.
In systematibus communicationis sine filo, antennae inter partes gravissimas numerantur. Bona designatio antennarum requisita systematis minuere et efficaciam generalem systematis augere potest. Exemplum classicum est televisio, ubi receptio emissionum per antennas altae efficaciae emendari potest. Antennae systematibus communicationis similes sunt oculi hominibus.
2. Classificatio Antennarum
1. Antenna Filaria
Antennae filariae inter genera antennarum vulgatissima numerantur, quia fere ubique inveniuntur — in curribus, aedificiis, navibus, aeroplanis, navibus spatialibus, et cetera. Variae formae antennarum filariarum sunt, ut lineae rectae (dipolae), ansatae, spirales, ut in Figura 3 demonstratur. Antennae ansatae non solum circulares esse debent. Possunt esse rectangulares, quadratae, ovales, vel cuiuslibet alterius formae. Antenna circularis est vulgatissima propter structuram simplicem.
Figura III
2. Antennae Aperturae
Antennae aperturae maiorem partem agunt propter crescentem postulationem formarum antennarum magis complexarum et usum frequentiarum altiorum. Quaedam formae antennarum aperturae (antennae pyramidales, conicae et cornua rectangularia) in Figura 4 monstrantur. Hoc genus antennae perutile est ad usus aeroplanorum et navium spatialium quia commodissime in involucro exteriori aeroplani vel navis spatialis poni possunt. Praeterea, strato materiae dielectricae tegi possunt ad eas ab asperis condicionibus protegendas.
Figura IV
3. Antenna microstrip
Antennae microstrip valde populares factae sunt annis 1970, praesertim ad usus satellitum. Antenna constat ex substrato dielectrico et lamella metallica. Lamella metallica multas formas diversas habere potest, et antenna rectangularis lamellaris in Figura 5 monstrata est frequentissima. Antennae microstrip humilem formam habent, aptae sunt superficiebus planis et non planis, simplices et viles ad fabricandum, magnam robustatem habent cum in superficiebus rigidis imponuntur, et cum designis MMIC compatibiles sunt. In superficiebus aeroplanorum, navium spatialium, satellitum, missilium, autocinetorum, et etiam instrumentorum mobilium figi possunt et conformiter designari.
Figura V
4. Antenna Ordinaria
Radiationis proprietates quas multae applicationes requirunt fortasse non uno elemento antennae consequi possunt. Ordines antennarum radiationem ex elementis synthesizatis facere possunt ut maximam radiationem in una pluribusve directionibus specificis producant; exemplum typicum in Figura VI monstratur.
Figura VI
5. Antenna Reflectoris
Successus explorationis spatialis etiam ad celerem progressionem theoriae antennarum duxit. Ob necessitatem communicationis per longissimas distantias, antennae cum amplificatione altissima adhibendae sunt ad signa transmittenda et recipienda millionibus milium passuum distantia. In hac applicatione, forma antennae communis est antenna parabolica in Figura 7 monstrata. Hoc genus antennae diametrum 305 metrorum vel plus habet, et tanta magnitudo necessaria est ad amplificationem magnam, quae requiritur ad signa transmittenda vel recipienda millionibus milium passuum distantia, consequendam. Alia forma reflectoris est reflector angularis, ut in Figura 7 (c) monstratur.
Figura VII
6. Antennae Lentium
Lentes imprimis adhibentur ad collimandam energiam dispersam incidentem, ne in directiones radiationis non desideratas diffundatur. Geometria lentis apte mutata et materia recta elicta, varias formas energiae divergentis in undas planas convertere possunt. In plerisque applicationibus, sicut antennae reflectrices parabolicae, praesertim ad frequentias altiores, adhiberi possunt, et magnitudo et pondus earum ad frequentias inferiores valde magnum fiunt. Antennae lentium secundum materias constructionis vel formas geometricas classificantur, quarum nonnullae in Figura 8 monstrantur.
Figura VIII
Ut plura de antennis discas, quaeso visita:
Tempus publicationis: Iul-XIX-MMXXIV
