ANTENNE TRASMITTENTI

 

Introduzione

Molti operatori nel campo delle radio trasmissioni danno poca importanza all'antenna ríce-trasmittente collegata alle loro apparecchiature preoccupandosi solo del livello di potenza in uscita. Nella realtà, una emittente di modesta potenza, se collegata ad un efficiente sistema antenna-terra, consente dei collegamenti su distanze assai più lunghe di quelle raggiunte dai trasmettitori di grande potenza, ma collegati ad antenne poco efficaci. Le antenne, dunque, pur con la loro apparente semplicità, costituiscono gli organi più importanti di ogni catena di dispositivi per ricetrasmissioni via radio.
 La regina delle antenne è rappresentata ancor oggi dal classico dipolo, che è composto da due bracci radiali in posizione orizzontale, della lunghezza di 1/4 d'onda ciascuno. Quando il dipolo viene trasformato in una antenna verticale, si provvede ad eliminare il braccio inferiore, perché questo risulta virtualmente sostituito dalla riflessione del braccio radiale superiore rispetto a terra.
Tuttavia, l'antenna verticale quasi mai viene sistemata al suolo, mentre la sua installazione viene effettuata il più delle volte ad una certa altezza da terra. E in tali condizioni viene a mancare la sostituzione virtuale del braccio inferiore con quello superiore. Occorre dunque costruire un piano di terra artificiale, in grado di consentire il fenomeno della riflessione e, conseguentemente, l'adattamento dell'antenna. Le antenne trasmittenti maggiormente impiegate dai radioamatori e dai CB sono  il dipolo e la ground-plane.


La Terra

Una buona antenna è da considerarsi tale soltanto se essa è dotata di una efficace terra. Con il termine « terra », in ricetrasmissione, non ci si limita a designare il terreno su cui è installata una stazione ricetrasmittente. Perché a volte l'acqua funge da terra assai meglio della terra vera e propria. Non a caso, infatti, Guglielmo Marconi condusse buona parte dei suoi esperimenti in mare o su piccole isole. Il termine « terra » quindi non deve mai essere disgiunto da quello di « antenna », ricordando che è sempre più corretto parlare di « sistema antenna-terra ». Ma vediamo subito come si possa considerare ottima un'antenna anche se questa non è dotata di una terra apparente. Supponiamo di far funzionare un trasmettitore (TX) nel modo indicato in figura 1.

La " terra " è assolutamente necessaria per il buon funzionamento di ogni tipo di trasmettitore (TX).

Fig. 1 - La " terra ", intesa come elemento complementare dell'antenna, è assolutamente necessaria per il buon funzionamento di ogni tipo di trasmettitore (TX).

Essa può essere reale o virtuale. Nel primo casa è costituita da un preciso collegamento elettrico con il suolo o con elementi metallici in esso sotterrati. Nel secondo caso é rappresentata da un - piano di terra - (superficie su cui appoggia il TX) o, come avviene negli aerei, dalla massa metallica del velivolo. Nelle autovetture veicolo costituisce un ottimo piano di terra, così come lo è la superficie del mare per le navi.  
La gamma d'onda su cui questo apparato lavora sia quella dei 20 metri. E l'antenna che, come abbiamo detto, deve avere una « lunghezza elettrica » di un quarto d'onda, sia di tipo a stilo, perpendicolare al terreno e alta 5 metri. Ebbene, poiché il TX è appoggiato su un piano di terra, che si presume buon conduttore di energia elettrica, intorno ad esso viene a crearsi, durante il lavoro di trasmissione, un campo elettrico circolare del diametro di 5 +5 = 10 metri, il quale ovviamente varia col variare della lunghezza d'onda di trasmissione e, quindi, dell'antenna. Dunque, senza un preciso collegamento a terra del TX, esiste una terra virtuale che consente di formare il « piano di terra ».Se il trasmettitore venisse sollevato in aria, per esempio ad 1 Km di altezza, il « campo di terra » verrebbe a mancare ed il suo funzionamento sarebbe compromesso. Negli aerei, per ottenere il « piano di terra », si sfrutta la massa metallica degli aerei stessi. Il fenomeno è ancor più vistoso nelle astronavi e nei satelliti artificiali, che trasmettono dal vuoto siderale e le cui antenne vengono dotate di apposita terra elettrica.

Il rendimento dell'antenna

L'antenna trasmittente svolge l'insostituibile compito di trasformazione dell'energia elettrica in radiazioni elettromagnetiche in grado di propagarsi attraverso lo spazio. Ma, per ottenere da essa il massimo rendimento, si debbono raggiungere alcuni requisiti fisici. In pratica si è dimostrato che la "lunghezza elettrica" ideale per ogni antenna è quella pari a metà della lunghezza d'onda.  E si è anche visto che il tipo più elementare di antenna che soddisfa a tale esigenza è il dipolo. Per una trattazione teorica delle grandezze di una antenna consultare il tutorial antenne).