Principalele caracteristici ale antenelor

Antenele se prezintă în general sub forma unui conductor sau a mai multor conductoare ridicate şi suspendate la diferite înălţimi şi avînd legatură electrică cu emiţătorul sau receptorul.

Rezultatele obţinute sînt cu atît mai bune cu cît antena este suspendată mai sus şi degajată de obiectele înconjurătoare.

În cele mai multe cazuri antena este completată de o priză de pamînt, care reprezintă punctul cu potenţial zero de radiofrecvenţă, Antenele pot fi obişnuite, neacordate, folosite în general la radioreceptoare, sau acordate.
În primul caz, antena se comportă aproape la fel pentru toate frecvenţele recepţionate, asemănător cu un dop de plută aflat pe apă şi căruia trecerea unor valuri îi imprimă o deplasare pe verticală, pe care o urmează pasiv.

În cel de-al doilea caz, putem compara antena cu un geam de o anumită dimensiune, care vibrează la trecerea unei camionete, dar ramîne inert la trecerea unui camion de mare tonaj. Apare în acest caz fenomenul de rezonanţă, vibraţiile generate de trecerea camionetei corespunzînd perioadei proprii de vibraţie a geamului. În acelaşi mod, antena acordată pe o anumită frecvenţă, pe care vrem să o favorizăm, îşi îmbunătăţeşte considerabil performanţele atît la recepţie cît şi la emisie.

La începuturile radiotehnicii, cînd aparatele de recepţie, datorită simplităţii lor, solicitau din antenă o energie de radiofrecvenţă însemnată şi cînd încă nu era generalizată introducerea circuitelor de acord uzuale astăzi, se utiliza acordarea antenei prin circuite auxiliare, tocmai pentru ca aceasta să intre în rezonanţă cu frecvenţa postului recepţionat. Pe măsură însă ce receptoarele s-au perfecţionat, nu s-a mai simţit imperativ nevoia acordării antenei, şi astfel, antenele de recepţie obişnuite au devenit colectoare de undă pasive, neacordate, ale căror dimensiuni fizice şi electrice depind mai mult de locul de instalare decît de gamele de frecvenţă recepţionate.

Frecvenţa de rezonanţă, respectiv de vibraţie, reprezintă o caracteristică a oricărei antene şi are ca echivalent mecanic fie o coarda întinsă între două puncte, fie o tijă metalică fixată la unul din capete, în care în cazul vibraţiei apar ventre şi noduri. Astfel, dacă ciupim o asemenea coardă, fixată la extremităţi, capetele sale ramîn nemişcate (noduri), în timp ce partea centrală vibrează, prezentînd un maxim de amplitudine la mijloc (ventru). Aspectui instantaneu al corzii şi cel din timpul maxim al oscilaţiei ne sugerează o semiperioadă a sinusoidei şi, din aceasta cauză, spunem că este vorba de o oscilaţie în jumătate de lungime de undă (semiundă).

Din contră, în cazul tijei metalice fixată la unul din capete vom avea un nod la punctul de fixare şi un ventru la vîrful tijei, care atinge amplitudinea maximă a oscilaţiei. Astfel, aceasta nu echivalează decît cu jumătatea unei semiunde, respectiv cu un. sfert de perioadă sau un sfert de lungime de undă.

În ceea ce priveşte curenţii de radiofrecvenţă, trebuie să adăugăm că fiecărui nod de intensitate îi corespunde un ventru de tensiune şi invers, fiecărui ventru de intensitate îi corespunde un nod de tensiune.
Modul de oscilaţie al antenelor poate fi scos în evidenţă la emisie.

Excitînd antena, conectată la pămînt, pe lungimi de undă din ce în ce mai scurte, vom întîlni succesiv urmatoarele situaţii.
— Oscilaţia fundamentală într-un sfert de lungime de undă (λ/4), reprezentată în fig. 2a.
— Oscilaţia în trei sferturi de lungime de undă (3 λ/4), reprezentată în fig. 2b.
— Oscilaţia în cirici sferturi de lungime de unda (5 λ/4), reprezentată în fig. 2c.
În acelaşi mod vom găsi o serie de multipli impari ai oscilaţiei fundamentale în λ/4.

În aceste cazuri, repartiţia undelor staţionare nu admite decît un nod de intensitate (ventru de tensiune) la vîrful antenei şi un ventru de intensitate (nod de tensiune) la punctul conectat la pamînt şi care corespunde unui potenţial zero.

În toate cazurile cînd antena este legată la sol, se formează o imagine reflectată a acesteia pe sol, aşa cum este reprezentat în fig. 2 a.

În cazul antenei care nu este conectată la sol – fie verticală sau orizontală – nu putem avea decît noduri de intensitate la cele doua extremităţi ale firului, prinse de izolatori, oscilaţia fundamentală a acestuia fiind în jumătate de lungime de undă λ/2 (fig. 3a).

Pentru o asemenea antenă, oscilaţiile armonice posibile sînt în 2λ/2 lungime de undă (fig. 3b), în 3λ/2 (fig. 3c), în 4λ/2, respectiv 2λ (fig. 3d) etc. Observăm că pentru oscilaţia fundamentală în λ/2 şi multiplii săi impari, avem un nod de tensiune la centrul M al antenei, iar pentru multiplii pari ai acesteia, avem un ventru de tensiune în acest punct.

Şi la aceste antene există o imagine electrică simetrică reflectată pe sol.