ANTENNA

ANTENNA (App. II, 1, p. 188)

I progressi più importanti recentemente realizzati nel campo delle a. riguardano le a. a larga banda per onde ultracorte. Tra esse la più interessante è l'a. a spirale equiangola, con la quale è possibile ottenere diagrammi di radiazione ed impedenze d'entrata praticamente costanti su bande con rapporto di frequenza di 20 a 1 e più.

Nella fig. 1 è schematicamente rappresentato un tale tipo di antenna costituito da quattro spirali equiangole opportunamente rotate l'una rispetto all'altra. La polarizzazione del campo irradiato è circolare e il diagramma di radiazione, simmetrico rispetto al piano a dell'a., è costituito da due lobi opposti, con la direzione di massima irradiazione normale ad α. L'a. si comporta praticamente come infinita per lunghezze d'onda minori o uguali alla lunghezza dei bracci. Un'a. con caratteristiche simili ma con un diagramma di radiazione limitato a un semispazio, ossia costituito da un solo lobo, può ottenersi avvolgendo i bracci dell'antenna equiangola piana su un cono. Un'altra a. derivata da quella a spirale è la cosiddetta a. a scimitarra (fig. 2).

Un altro tipo di a. a larga banda che ha trovato applicazioni nei ponti radio a microonde è la cosidetta a. a tromba con riflettore parabolico, ingl.: horn-reflector (v. fig. 3 e 4). Tale a. risulta bene adattata alla guida d'onda che l'alimenta in una banda di frequenze di circa 3 a 1.

Un'interessante categoria di a. è costituita dalle cosidette a. variabili nel tempo: con esse è possibile ottenere diagrammi di radiazione equivalenti che sarebbe molto difficile ottenere altrimenti. Tali a. si basano sul principio di elaborare i dati ricevuti in tempi successivi, o a frequenze diverse, in modo da ottenere il desiderato tipo di caratteristica spaziale.

Rappresentante tipica della categoria è l'a. ricevente Mill Cross, costruita in Australia per un radiotelescopio operante sulla frequenza di 86 MHz. Essa è costituita da due cortine di dipoli in mezz'onda disposte secondo le direzioni NS ed EO e formanti una croce a bracci eguali; i singoli dipoli sono tutti orientati nella direzione EO e ciascuna cortina è composta di due allineamenti di 250 dipoli ciascuno, sviluppantisi per circa 450 m in lunghezza. Se tutti i dipoli sono alimentati in fase, i diagrammi di radiazione di ciascuna cortina, relativi al piano verticale passante per la cortina stessa e al piano verticale ad essa normale, hanno un'apertura, tra punti a mezza potenza, rispettivamente di o,6° e 50°; commutando 430 volte al secondo le uscite delle due cortine, ponendole alternativamente in fase e in opposizione di fase, si ottiene un segnale modulato (a 430 Hz) solo quando l'energia elettromagnetica proviene da una direzione interna al cono che ha per asse la verticale e un'apertura di circa o,6°. Se invece si varia opportunamente la fase di alimentazione dei singoli dipoli è possibile inclinare a piacere la direzione di massima ricezione rispetto alla verticale.

Studî interessanti sono anche stati fatti nel campo delle antenne Yagi, così popolari oggi nella ricezione televisiva, e costituite, com'è noto, da un dipolo in mezz'onda alimentato, da un dipolo "riflettore" e da una serie di dipoli "direttori".

Recenti ricerche hanno mostrato che una tale a. si comporta come un'a. a onde superficiali: l'energia elettromagnetica si addensa nelle immediate vicinanze dell'a. e scorre lungo di essa con una velocità di fase inferiore a quella della luce. Il guadagno dell'a. dipende esclusivamente dalla sua lunghezza totale e dalla velocità di fase dell'onda lungo di essa. Tale fatto mostra che i varî parametri geometrici dell'a., quali la lunghezza dei direttori, le loro mutue distanze e il loro diametro, hanno effetto sul guadagno solo in quanto modificano tale velocità. Se di fronte a un'a. Yagi si pone una superficie riflettente, la direzione di massima irradiazione si inverte e il guadagno raddoppia: l'energia elettromagnetica infatti percorre due volte la lunghezza totale dell'a. e quindi questa si comporta come una di lunghezza doppia.

Notevoli progressi sono stati realizzati nel campo delle a. a fessura per aeroplani. Le fessure vengono tagliate direttamente nelle ali, nella fusoliera o nei piani di coda dell'aereo e la superficie metallica asportata viene sostituita con materiale isolante in modo da non variare le caratteristiche aerodinamiche della struttura.

Considerevole attenzione è stata data anche alle a. a fascio orientabile. Tra esse sono le a. ferrod, costituite da una cortina di bacchette rastremate di ferrite, disposte normalmente a un piano e alimentate attraverso guide d'onda. Alla base di ciascuna bacchetta è un solenoide percorso da corrente in modo che il diagramma di radiazione del sistema può essere variato variando lo stato di polarizzazione magnetica delle bacchette.

Le a. a paraboloide, pur essendo sempre largamente impiegate, non hanno subìto modifiche importanti; sono da ricordare, per le loro dimensioni, le grandi antenne a paraboloide usate in alcuni radiotelescopî.

Bibl.: J. D. Dyson, The unidirectional equiangular spiral antenna, in IRE Transactions on antennas and propagation, ottobre 1959; R. W. Friis e A. S. May, A new broad-band microwave antenna system, in Communication and electronics, marzo 1958; B. Y. Mills, A.G. Little, K. V. Sheridan e O. B. Slee, A high resolution radio telescope for use at 3,5 m, in Proceedings of the IRE, gennaio 1958; L. R. Dausin ed altri, The effects of wide-band signals on radar antenna design, in IRE Wescon Convention Record, 1959; H. W. Ehrenspeck e H. Poehler, A new method for obtaining maximum gain from Yagi antennas, in IRE Transactions on antennas and propagation, ottobre 1959; H. W. Ehrenspeck, The backfire antenna, a new type of directional line source, in Proceedings of IRE, gennaio 1960; H. V. Cottony e altri, URSI report on antennas and waveguides, and annotated bibliography, in IRE Transactions on antennas and propagation, gennaio 1959; F. Reggia, E. G. Spencer, R. D. Hatcher e J. E. Tompkins, Ferrod radiator systems, in IRE Convention Record, Part 1 - 1956 National Convention.