part óndes - onde radio - antene · radioeletrònica – onde - antene 461 part óndes - onde...

Radioeletrònica – Onde - Antene

461

Part óndes - Onde radio - AnteneI parloma dj onde radio arferedse a lòn ch'i l'oma già vardà ant la part d'eletricità e megnetism. I vardoma lapropagassion dj'onde eletro-magnétiche an 's na lìnia e an 's un fil, e l'arsonansa ëd cost element. I parloma peuid'antene an general e dij diferent tipo d'antene e la propagassion dj'onde eletro-magnétiche dle varie longhësseantorna a la tèra.

TÀULA DLA PART ÓNDES

Onde e camp eletro-magnétich .......................................................................................................................................... 465Ónde .................................................................................................................................................................................. 465

Onde stassionarie ....................................................................................................................................................... 466Propagassion për onde ëd tension e corent ................................................................................................................ 467

Trasmission d'energìa................................................................................................................................................. 469Atenuassion ................................................................................................................................................................. 469Arbatiment an sle lìnie ............................................................................................................................................... 470Arsonansa d’un tronch ëd lìnia ................................................................................................................................ 471

Fenòmeno elétrich e magnétich - Camp ...................................................................................................................... 472Onda eletromagnética ................................................................................................................................................ 472Propagassion dj'onde arlongh un fil ........................................................................................................................ 473Proprietà dj'onde eletromagnétiche ......................................................................................................................... 473

Energìa eletro-magnética ........................................................................................................................................ 474Vetor ëd Poynting .................................................................................................................................................... 475Arpresentassion dj'ònde eletro-magnétiche ......................................................................................................... 475

Classificassion dj'ònde eletro-magnétiche ................................................................................................................... 475Generassion d'onde eletro-magnétiche ........................................................................................................................ 476

Ël dipòlo ...................................................................................................................................................................... 477Camp d'indussion e camp d'anrajament ...................................................................................................................... 477

Camp total generà da un dipòlo ............................................................................................................................... 478Distribussion dël camp an 's na surfassa d'onda ........................................................................................................ 478

Potensa anrajà ............................................................................................................................................................. 479Dipòlo colegà a tèra ........................................................................................................................................................ 480

Resistensa d’anrajament ............................................................................................................................................. 482Antene .................................................................................................................................................................................... 483

Resistensa caraterìstica dlë spassi .................................................................................................................................. 483Antene hertzian-e e marconian-e .................................................................................................................................. 483

Anrajament d’un sistema qualonque ....................................................................................................................... 483Autëssa ‘d radiassion dj’antene .............................................................................................................................. 483

Longhëssa d'onda dj'antene ...................................................................................................................................... 485Modìfica dla frequensa natural d'arsonansa ......................................................................................................... 485Frequense armòniche .............................................................................................................................................. 486

Antena trasmitenta .......................................................................................................................................................... 486Diagrama d’anrajament .............................................................................................................................................. 487

Guadagn .................................................................................................................................................................... 488Rendiment. .................................................................................................................................................................. 489

Camp anrajà da doi dipòlo ............................................................................................................................................. 489Efét dla tèra ...................................................................................................................................................................... 490


462

Dipòlo a mes-onda .......................................................................................................................................................... 490Dipòlo dobià .................................................................................................................................................................... 491Mes dipòlo - antena vertical davzin a tèra ................................................................................................................... 491Antena arseivènta ............................................................................................................................................................ 493

Caraterìstiche dl’antena arseiventa ........................................................................................................................... 493Susfassa echiivalenta ëd n'antena arseiventa ........................................................................................................ 493

Disturb atmosférich e industriaj............................................................................................................................... 494Antene diretive ................................................................................................................................................................. 494

Rifletor parabòlich ...................................................................................................................................................... 495Radiator anlinià ........................................................................................................................................................... 496

Dipòlo colinear ......................................................................................................................................................... 496Dipòlo paraléj nen an fase ...................................................................................................................................... 497Antena Yagi .............................................................................................................................................................. 498Dipòlo paraléj an fase .............................................................................................................................................. 500Antena a quàder ....................................................................................................................................................... 501

Radiogoniòmeter ........................................................................................................................................................ 504Eror d'un radiogoniòmeter ..................................................................................................................................... 504

Propagassion dj'onde antorna a la tèra.............................................................................................................................. 505Onde 'd surfassa .............................................................................................................................................................. 505Onde direte e arbatùe ..................................................................................................................................................... 506Comportment dla jonosfera........................................................................................................................................... 507

Propagassion ëd j'onde ant la jonosfera .................................................................................................................. 507


463

TÀULA DLE FIGURE DLA PART ÓNDES

Figura 1 - Onde stassionàrie ............................................................................................................................................. 467Figura 2 - Schematisassion ëd lìnia telegràfica Morse ............................................................................................... 468Figura 3 - Lìnia andefinìa ëd trasmission ...................................................................................................................... 468Figura 4 - Tronch ëd lìnia coma sircuit arsonant ......................................................................................................... 471Figura 5 - Camp concadnà generà da na corent variàbil ............................................................................................ 472Figura 6 - Propagassion për onde su lìnia bifilar ......................................................................................................... 473Figura 7 - Propagassion për onde an 's un fil ................................................................................................................ 473Figura 8 - Arpresentassion ëd n'onda eletro-magnética .............................................................................................. 475Figura 9 - Ossilator ëd Hertz ............................................................................................................................................ 477Figura 10 - Camp d'indussion ........................................................................................................................................... 477Figura 11 - Surfassa d'onda d'un dipòlo ......................................................................................................................... 479Figura 12 - Diagrama polar dl'intensità ëd radiassion (dipòlo elementar) ............................................................. 479Figura 13 - Arferiment për ël càlcol dla potensa anrajà ............................................................................................. 480Figura 14 – Més-dipòlo marconian ................................................................................................................................. 481Figura 15 - Distribussion ëd corent e tension an sj'antene ......................................................................................... 484Figura 16 - Variassion dl'arsonansa ëd n'antena........................................................................................................... 485Figura 17 - Antene a L arvers e a T. ............................................................................................................................... 486Figura 18 – Diagrama d’anrajament ............................................................................................................................... 488Figura 19 – Camp prodovù da doi dipòlo ...................................................................................................................... 490Figura 20 - Dipòlo imàgin virtual .................................................................................................................................... 490Figura 21 – Diagrama d’anrajament d’un dipòlo reàl ................................................................................................. 491Figura 22 – Dipòlo dobià ................................................................................................................................................... 491Figura 23 – Antena marconian-a e soa antena imàgin ................................................................................................ 492Figura 24 – Diagrama d’anrajament d’antena marconian-a a 3 /4 .......................................................................... 492Figura 25 - Sircuit echivalent ëd n'antena arseiventa .................................................................................................. 493Figura 26 - Diagrama 'd radiassion diretiv .................................................................................................................... 495Figura 27 - Parabolòid........................................................................................................................................................ 495Figura 28 - Dipòlo colinear e dipòlo paraléj ................................................................................................................. 496Figura 29 - Diagrama d'emission ëd dipòlo colinear................................................................................................... 497Figura 30 - Manera 'd fé ossilé ij dipòlo an fase. ......................................................................................................... 497Figura 31 - Diagrama d'emission ëd doi dipòlo paraléj sfasà a 90° ......................................................................... 498Figura 32 – Schematisassion d’antena Yagi ................................................................................................................. 499Figura 33 - Diagrama d'anrajament ëd doi dipòlo paraléj an fase ............................................................................ 500Figura 34 - Diagrama d'anrajament ëd doi dipòlo paraléj an fase ............................................................................ 500Figura 35 - Cortin-a 'd dipòlo ........................................................................................................................................... 501Figura 36 - Antena a quàder ............................................................................................................................................. 501Figura 37 - Diagrama 'd ricession dël quàder ............................................................................................................... 503Figura 38 - Diagrama 'd ricession a cardiòide. ............................................................................................................. 503Figura 39 - Propagassion dj'onde..................................................................................................................................... 505Figura 40 - Propagassion dl'onda 'd surfassa ................................................................................................................ 505


464

Figura 41 - Coeficent ...................................................................................................................................................... 506Figura 42 - Onda direta e onda arbatùa (interferensa) ................................................................................................ 506Figura 43 - Curvadura dàita da la jonosfera a n'onda.................................................................................................. 508Figura 44 - Arbatiment dj'onde spassiaj......................................................................................................................... 508


465

ONDE E CAMP ELETRO-MAGNÉTICH

I l'oma acenà a sto sogét an parland dij dispositiv che a pòrto un segnal a n'amplificator, ant la part 7 apàgina 257. Sì i arpijoima ël discors considerand prima j'onde eletromagnétiche, e për sòn i armandoma a lasession "Eletricità e Magnetism" part 8, "Onde eletromagnétiche", che i suponoma ch'a sia conossùa. Sì iarpijoma giusta lòn ch'a peul ven-e còmod arpete. I parloma peui tant d'antene an trasmission coma d'antene anricession.

ÓndeI l'oma già parlà d'onde an general (e peui d'onde mecàniche) ant la part 7 dla session dedicà a la

"mecànica dël pont e dij còrp rèid " (pag. 207), e peui an prinsìpi dla session dedicà a l' "acùstica " part 1, eant la part 4 dla session dedicà a l' "òtica geométrica" oltra che ant la part dita sì dzora. I stoma donca nen aarpéte tròpe còse.

I suponoma che nòstra onda a sia sinusoidal, con na frequensa f , che as propaga con velocità v. Sò

perìod T a sarà doncaf

T1 , con pulsassion che a val f2 , e longhëssa d'onda che a val Tv .

Se l'ampiëssa dla fonsion sinusoidal dël temp t a val Y e se i suponoma che l'onda as propaga an sëlpian xy arlong la diression dl'ass x i l'oma che :

vx

tYyvx

tYy sin;sin

Coste a son le doe solussion dl'equassion diferensial dj'onde ò equassion ëd d'Alambert, che a l'é

2

2

22

2 1t

yvx

y , dont la solussion general a l'évx

thvx

tgy con g e h che a son doe fonsion

qualonque e che a corispondo a doe onde che as propago un-a ant ël sens positiv e l'àutra ant ël sens negativdl'ass x.

I podoma 'dcò scrive j'equassion sì dzora coma :

xTt

Yyx

Tt

Yy 22 sin;sin

e noté che coste equassion a valo për qualonque tipo ëd propagassion, da le përturbassion su còrde tirà, a levibrassion sonòre a cole eletromagnétiche. Sì i podoma supon-e 'd parlé 'd còrde tirà e 'd vibrassion trasversajcoma cola ch'i l'oma suponù prima.

Da j'equassion sì dzora as peul vëdde che as trata ëd fonsion periòdiche tant ant ël temp (variàbil t)coma ant lë spassi (variàbil x).

I consideroma mach la propagassion ant ël vers positiv dl'ass x, e i podoma vardé j'equassion ant unpont fiss opura ant un moment precis. Ant ël prim cas a-i é na dipendensa mach dal temp, e ant lë scond cas a-i éna dipendensa mach da lë spassi.

Se i consideroma x cost x1 , nòstra equassion as arduv a tYx

tYy sinsin 12

andova a l'é n'àngol ëd fàse costant, che a dipend da la posission dël pont sernù

Se i consideroma t cost t1 , e se i consideroma che xTt1 a l'é na distansa, nòstra equassion as

arduv a xxYx

tYy221 sinsin che a l'é sempe na fonsion sinusoidal che a descriv la còrda

al temp t1 , spostà pì anans ò pì andarera an fonsion dël temp sernù.


466

An conclusion i l'oma che ant la propagassion ëd n'onda sinusoidal, ant ògni pont x la grandëssa avària ant ël temp t con lèj sinusoidal. Spostandse ant ël vers dla propagassion l'onda a resta istéssa, con un ritardche a vària an manera uniform da 0° a 360° për ògni interval ëd longhëssa .

I l'oma 'dcò che ant ògni istant t la grandëssa a l'é arpresentà da na fonsion che a vària con x anmanera sinusoidal. Con ël chërse dël temp t la sinusòid as ëspòstaant ël vers dla propagassion ëd n'interval antun temp T.

Le considerassion fàite sì dzora a supon-o na còrda ëd longhëssa anfinìa, e i l'oma suponù 'dcò che lavibrassion as manten-a sensa variassion, mentre anvece a-i é sempe n'assorbiment d'energìa che a pròvocan'atenuassion. I lo vëddroma cand a sarà necessari.

Onde stassionarieI podoma continué a pensé a nòstra còrda tirà, ma adéss i suponoma che a l'àbia un cavion fiss, e che

n'onda che as propaga an sla còrda a riva a sto cavion. I savoma che a sto cavion l'onda a ven arbatùa e a tornaandarera. I suponoma antlora che la còrda a sia fissà ant l'orìgin e a sia arlongh la part positiva dl'ass x . Isuponoma peui che da drita (da valor positiv vers l'orìgin, e donca an vers negativ) a riva n'onda sinusoidal.St'onda, rivà al pont fiss ant l'orìgin, a ven arbatùa andarera. Se a-i son nen pèrdite, com i suponoma, st'ònda asarà istéssa a cola an ariv (stessa ampiëssa e frequensa), ma con diression opòsta e magara na variassion ëd fase.An sla còrda a-i saran, ansema, le doe onde.

L'onda an ariv vers l'orìgin a l'é xTt

Yy 21 sin

L'onda arbatùa andarera a l'é xTt

Yy 22 sin

e donca ant un pont x qualonque, ant un temp t qualonque an sla còrda l'equassion a sarà y y1 y2 , vis-a-dì:

xTt

Yx

Tt

Yy 22 sinsin

e, për le fòrmule 'd prostaféresi dla trigonometrìa22

2 qpqpqp cossinsinsin i l'avroma

22

222 x

Tt

Yy cossin

Ma i dovoma consideré la condission al contorn che a dis, che sicoma ant l'orìgin la còrda a l'é fissa,për x 0 a venta che a sia sempe y 0 qualonque a sia ël temp t . Sòn a l'é vèra se

022

2 cossinTt

e sòn, a soa vira, a l'é vèra mach se22

. Donca i l'oma che:

22

222 x

Tt

Yy cossin

ma i savoma che sincos;cossin22

. e donca i podoma scrive

xTt

Yy 222 sincos

Se an costa espression i scrivoma che2

22Tt

Tt

sincos antlora l'espression a dventa:


467

2222

Ttx

Yy sinsin

e se i ciamoma Y' l'espression xYY 22 sin i podoma scrive che

22

Tt

Yy sin .

An cost'ùltima espression i l'oma na grandëssa Y' , ampiëssa ëd n'ossilassion sinusoidal fonsion dëltemp, che a l'é a soa vira fonsion sinusoidal dla posission, a parte da x 0 , andova a val Y' 0 . Ant un pontqualonque d'assissa xi an sla còrda, a-i sarà na vibrassion an diression dla y , che a l'avrà n'ampiëssa màssima

ixYY 22 sin . Ant ij pont andova 02 ix

sin sta vibrassion a l'avrà ampiëssa màssima ugual a

zero, vis-a-dì che 'l pont a stà ferm. Costi a son ij neu dla vibrassion global. Ant ij pont andova 12 ixsin

sta vibrassion a l'avrà ampiëssa màssima ugual a 2Y, vis-a-dì che 'l pont a ossila pì che j'àutri. Costi a son le panse

dla vibrassion global. Ij pont che a corispondo ai neu a l'han assisa2

nx con n nùmer antrégh (1, 2, 3, 4, ...).

Ij pont che a corispondo a le panse a l'han assisa4

mx con m nùmer antrégh dìspari (1, 3, 5, 7, ...). Sòn a l'é

arpresentà an figura 1.

Figura 1 - Onde stassionàrie

La còrda a peul esse fissà ant në scond pont che a corisponda a un neu, sensa che a càmbia gnente. Nacòrda fissà an doi pont, e an tension, a peul vibré an costa manera se soa longhëssa l a l'é un mùltipl antrégh dla

metà dla longhëssa d'onda:2

nl .

I ciamoma "onda progressiva " n'onda che as propaga su na còrda (ò su qualonque mojen) versl'anfinì. Sta propagassion a trasferìss d'energìa. I ciamoma "onda stassionaria " n'onda che a arzulta da doeonde istésse an diression contrària com i l'oma vist sì dzora. Cost'onda a trasferiss nen d'energìa.

Propagassion për onde ëd tension e corentI consideroma adess na lìnia elétrica bifilar, fàita da doi fij paraléj che a parto da un pont andova as

peul buté n'impuls bin curt ëd tension, pr'esempi con un tast "Morse" e na baterìa.An figura 2 i mostroma sto sistema. I comensoma a supon-e che ij doi fij a l'àbio na longhëssa motobin

gròssa, tant da pensé ch'a vado a l'anfinì. I suponoma 'dcò che arlongh la lìnia a-i sio ëd pont P1, P2, e via fòrtandova as peul misuré con precision la tension istantània fra ij doi fij e ël temp corispondent a costa misura.

A l'é ciàir che as trata d'un sistema ideal, e dal moment che la velocità ëd propagassion a l'é comparàbila cola dla lus, is limitoma a na misura ideal, sensa scomodé costion relativìstiche.

Se as manda an sla lìnia n'impuls ëd tension, travers ij pont ëd misura ideaj as nòta che st'impuls aspropaga con àuta velocità arlongh la lìnia bifilar, butand un dàit temp a passé da P1 a P2. Ëdcò la corent ascompòrta an manera sìmil. As trata donca ëd na propagassion dël tipo ëd cola dj'onde ch'i l'oma vist prima . I

222

4

43

x

y

xi

ixY


468

podoma noté un comportament diferent da col dij sircuit andova le lej ëd Kirchhoff a peulo esse aplicà. An efétsì i l'oma che an pont diferent dl'istéss condutor a-i son tension diferente, e donca ël condutor a l'é pì nenechipotensial, e l'istéss a val për la corent, che a peul esse diferenta an doi pont dl'istéss condutor.

Figura 2 - Schematisassion ëd lìnia telegràfica Morse

I suponoma d'avèj na lìnia ëd loghëssa andefinìa che a part da l'orìgin e as ëslonga an sl'ass x. Antl'orìgin a-i sia un generator ëd tension sinusoidal a àuta frequensa colegà a la lìnia midema, com a l'é arpresentàan figura 3.

Figura 3 - Lìnia andefinìa ëd trasmission

I scrivoma l'espression dla tension, fra ij pont A e B al prinsìpi dla lìnia, che a ossila a frequensa f :

tT

VtfVv22 00 sinsin

Se fra ij doi fij a-i é ària, ël segnal generà dal generator as propaga arlongh la lìnia a na velocità che a l'ébin davzin a la velocità c dla lus. Ant la lìnia i l'oma la propagassion ëd n'onda ëd tension dont la longhëssa

d'onda a l'é dàita da :fc

Tc .

Se i suponoma che la lìnia a l'àbia nen ëd pèrdite, l'equassion ëd costa onda a arzulta

xTt

Vv 20 sin

Socià a costa onda ëd tension, ant ògni pont a-i é n'onda ëd corent, istéssa da na mira formal, che a l'haespression:

xTt

Ii 20 sin

che as treuva, ant un dàit pont e ant un dàit istant, an tuti doi ij fij ant un an sens contrari che ant l'àutr. Fra

corent e tension a val la relassion istantania 0Riv , che a l'ha 'l valor ëd na resistensa e che a l'é costant an tuti ij

pont e an tuti ij moment, finché ij fij a son uniform e sempe a l'istéssa distansa ant l'istéss dielétrich. Sta resistensaa l'é donca caraterìstica dla lìnia, e a dipend dal ragg r dij fij (supòst istéss), da la distansa d fra ij fij e da la costantdielétrica relativa r dël mojen ch'a circonda la lìnia. Soa espression (che i dimostroma nen) a l'é:

rd

Rr

100276

log

P1 P2

V0

V

x

Propagassion

lìnia

P1

V0lìnia

),(;),( txitxv

v

i

i

Propagassion

A

B

x0


469

Valor che as deuvro për la resistensa caraterìstica dle lìnie ant ël camp dla ràdio a son sovens 300opura 600 .

I l'oma dit che sto valor a resta costant ant ël temp e con la distansa, donca a l'é 'dcò costant a lapartensa dla lìnia, fra ij morset A e B. Sòn a veul dì che da la mira dël generator, la lìnia as compòrta coma se afussa na sempia resistensa ëd valor R0 .

Su R0 a dovrìa essie na potensa dissipà W che a val222

02

0

2 RIR

VIVW . Sta potensa a ven an

efét erogà dal generator e as propaga arlongh la lìnia anans e anans an manera andefinìa (i l'oma fàit l'ipòtesi ëdlinia longa a l'anfinì).

Se i foma j'ipòtesi che a-i sio nen pèrdite, sta potensa mandà vers l'anfinì as manten sempe istessa.

Trasmission d'energìaSe a na dàita mira dla lìnia a-i é quàich cambiament, antlora sta propagassion a ven përturbà ò

interompùa. An sto cas, an fonsion dla neuva situassion as peul avèj na dissipassion local d'energìa e, an generaln'arbatiment andarera ëd na part dl'onda e, se la linia a contìnua dòp l'antrap, ëdcò na part che a continua anans.

La situassion la pì normal a càpita cand la lìnia a l'é tàjà a na dàita mira, e ambelessì ij sò cavion a soncolegà a n'impedensa Z. An general, antlora, na part dl'energìa an ariv a ven dissipà an sl'impedensa Z e lòn ch'aresta a ven arbatù andarera. Se però l'impedensa a val con precision R0 , ai cavion dla lìnia a-i é nenperturbassion, e l'energìa an ariv a ven dissipà tuta da la resistensa. Për ël tràit ëd lìnia che a riva le còse a vancoma se cola energìa a l'aveissa continuà anans.

Costa a l'é la manera, pr'esempi, ëd trasferì energìa a radio frequensa fra un trasmetitor e l'antenatrasmitent.

A l'é ciàir che l'ipòtesi dla lìnia sensa perdite a l'é nen real. Ant ij cas reaj l’energìa trasferìa a la resitensaa l’è pì bassa dal moment che arlongh la lìnia a-i son ëd pèrdite.

La prima rason ëd pèrdita a l’è la resistensa dij condutor. Për arduvla a venta dovré ëd bon condutorcon un diàmeter gròss, tnisend cont che dal diàmeter dij condutor a dipend ëdcò la resistensa caraterìstica.

La sconda rason a son le pèrdite ant ël dielétrich. Coste a son mìnime se ij doi fij a son ant l’ària, còsanen vàire pràtica, mentre a son un pòch ëd pì dovrand un dielétrich sòlid flessìbil (pr’esempi la sòlita piatìn-ad’anténa). An costa manera as fan lìnie con 75, 250, 300 d’impedensa caraterìstica.

La tersa rason ëd pèrdita a l’è dàita da l’anrajament. As sà che un condutor përcorù da corent a ràdiofrequensa a anraja energìa, ma ant ël cas dla lìnia bifilar, andova ij doi fij a son përcorù da corent istésse e an versopòst, sto fenòmeno a l’è motobin arduvù da n’assion dë scancelament ressìproch. L’anrajament a l’è tant pì citquant pì davzin a son ij doi fij.

Na manera për eliminé l’anrajament a l’è cola ëd fé ëd cavo ëschermà, opura ëd cavo coassiaj. Un cavocoassial as compòrta coma na lìnia bifilar fàita da n’infinità ëd lìnie bifilar radiaj. La resistensa caraterìstica d’uncoassial a l’è dàita da la fòrmula (che i stoma nen a dimostré):

dDR

r100 log138

andova D a l’è ël diàmeter intern dël condutor estern e d a l’ è ‘l diàmeter estern dël condutor intern. A l’è ciàirche r a l’è la costant dielétrica relativa dël material fra ij doi condutor.

AtenuassionA rason dle pèrdite, arlongh la conession a-i è n’atenuassion dël segnal, che a càpita second na lèj

esponensial. Donca j’espression dla tension e dla corent arlongh la lìnia a dvento, an fonsion dël temp e dladistansa

xTteVv xa 2sin0 ; x

TteIi xa 2sin0


470

Donca j’ampiësse dle doe ossilassion a dvento, an fonsion dla distansa xaeVxV 0)( ; xaeIxI 0)( .Se donca la lìnia a l’è sarà a la fin su soa resistensa caraterìstica, la potensa che a passa an sla lìnia a la

distansa x a l’è dàita da:

aa ePeIVxIxVxP 22

21)()(

21)(

La costant a a l’è ciamà “coeficent d’atenuassion” , che a dà informassion an sla bontà dla lìnia. A lafòrmula sì dzora i podoma arcavé che

)(21ln

)(ln

)(ln

xPP

xII

xVVxa eee

Da sì anans i ciamoma giusta Px , Vx , Ix , potensa, ampiëssa dla tension e ampiëssa dla corent a ladistansa x . St’espression a l’ha le dimension d’un nùmer pur, arferì al rapòrt fra doe tension, doe corent ò doepotense, a ven ciamà “neper” e as dis che a-i è l’atenuassion d’un neper cand le doe tension opura le doe corenta son fra ‘d lor ant un rapòrt n tal che 1ln ne , vis-a-dì cand n e .

Pì còmod che ij neper a son ij bel e ij decibel , dont i l’oma dit ant la part 7 pag.260. N’atenuassion an

bel a l’è dàita dal logritm an base 10 dël rapòrt fra le potense:xP

P10log . As preferiss, macassìa, dovré coma unità

ël décim ëd bel, e donca ël decibel . L’istéssa atenuassion, esprimùa an decibel, a sarà dàita daxP

Pn 10log10 .

Dal moment che a valo j’espression0

2

02

0

2

02

221dcò'e

221

RVRIP

RVRIP x

xx , fasend le

sostitussion ant j’espression dij decibel i otnoma:xV

Vn 10log20 ;xIIn 10log20 .

Arbatiment an sle lìnieI consideroma ij doi cas andova la lìnia, ëd longhëssa finìa, a l’è nen sarà an sla resistensa caraterìstica

R0 , ma a l’è sarà an curt-sircuit, opura a l’è duverta ( R 0 e R ).An tuti doi ij cas a la fin dla lìnia a-i è nen dissipassion ëd potensa. Ant ël prim cas, an efét, la tension a

val sempe 0 e ant lë scond cas la corent a val sempe 0. Antlora a venta che tuta l’energìa ch’a riva a sia arbatùaandarera. Ël fàit che a-i sio, an sla lìnia doe onde istésse ch’as propago an sens contrari a pòrta avéj d’ondestassionarie, che a formo neu e panse.

Se la lìnia a l’è à an curt-sircuit, ant ël pont final a-i sarà un neu ëd tension, mentre la corent a ossila fraij doi màssim positiv e negativ, e donca a fa na pansa. A parte da sto pont vers l’andaréra, a distansa 4 a-i saràna pansa ëd tension e un neu ëd corent. A distansa 2 a-i sarà un neu ëd tension e na pansa ‘d corent. E viafòrt parèj.

Se la lìnia a l’è duverta, lòn ch’a càpita a l’è ël dual precis dël cas dël curt sircuit. Ant ël pont final a-i èun neu ëd corent e na pansa ëd tension. A parte da sto pont vers l’andaréra, a distansa 4 a-i sarà na pansa ëdcorent e un neu ëd tnsion. E via fòrt parèj.

Se a-i son nen pèrdite, tanta energìa a passa dal generator a l’estem, quanta a na torna andarera dal’estrem vers ël generator. Donca ant ògni session dla lìnia la potensa dissipà a l’è zero, e tension e corent a sonan quadradura. Sòn a càpita, an teorìa, ëdcò an sël generator, che donca a ved la lìnia coma na pura reatansa.

Se la longëssa dla lìnia l a l’è tala che, dàita la longhëssa d’onda , an corispondensa dël generator acàpita un neu ëd tension, la reatansa echivalenta a l’ha un valor zero (curt-sircuit) përchè a passa corent sensatension. Se anvece an corispondensa del generator a-i è un neu ëd corent, antlora la reatansa echivalenta a l’ha unvalor anfinì, përchè a-i è na tension sensa corent.

A l’è ciàir che sòn a peul capité cand4

nl con n nùmer antrégh.


471

Se la lìnia a l’è an curt-sircuit antlora se n a l’è un nùmer pari, la reatansa sentùa dal generator a l’è zero,mentre se n a l’è dìspari, antlora sta reatansa a l’è anfinìa. Al contrari, se la lìnia a l’è duverta.

Tut sòn, però, a val mach ëd precis se la lìnia a l’è sensa pèrdite. An efét, se a-i son pèrdite a-i è energìadissipà arlongh la conession, a l’onda an regim stassionari as gionta n’onda progressiva, da generator a l’àutrcavion, che a pòrta l’energìa che a ven dissipà da la lìnia. Sòn a fa an manera che tension e corent a sio pì nen anquadratura precisa. Ij neu a son pì nen ëd zero precis, ma ëd mìnim ed tension ò corent, e arlongh la lìniaj’ampiësse as arduvo, man man che is ëslontanoma dal generator.

La lìnia, donca, coma vëddùa dal generator, as compòrta pì nen coma na reatansa pura, ma a-i é adéssedcò na resistensa che a produv le pèrdite.

L’impedensa sentùa dal generator, che i ciamoma Zi (impedensa d’intrada). A l’ha un valor che adipend da la posission del generator rispét ai neu an sla lìnia. Se ël generator a càpita ant un neu ëd tension,l’impedensa a l’è motobin cita, dal moment che ‘l rapòrt 00 IV a l’ha un mìnim an col pont. Al contrari, se ‘lgenerator a càpita ant un neu ëd corent l’impedensa a l’è motobin gròssa, dal moment che ‘l rapòrt 00 IV a l’haun màssim an col pont. La frequensa dl’ossilassion a l’è anlià a la longëssa d’onda da l’espression cf edonca l’impedensa che ‘l generator a sent vers la lìnia a vària da un màssim a un mìnim an fonsion dla frequensa.

Arsonansa d’un tronch ëd lìniaDa lòn ch’i l’oma dit sì dzora a arzulta che un tronch ed lìnia, che a càmbia soa impedensa an fonsion

dla frequensa, almanch ant un dàit interval as compòrta coma un sircuit arsonant.A l’è d’interésse consideré na lìnia dont la longhëssa l a corisponda a un quart ëd la longhëssa d’onda

corispondenta a la frequensa f generà dal generator. Is arferima a al figura 4.

Figura 4 - Tronch ëd lìnia coma sircuit arsonant

I comensoma a consideré un tronch de sto tipo alimentà a un cavion da un generator ideal ëd corent a

la frequensa f0 e sarà an cutr-sircuit a l’àutr cavion. La longhëssa d’onda a sarà0

0 fc e la longhëssa dla lìnia a

sarà40

0l . Dal moment che la lìnia a finiss an curt-sircuit, a la fin a-i sarà un neu ëd tension e donca an sël

generator ëd corent la tension vi a l'avrà na pansa. L'ampiëssa dë sta tension, an fonsion dla frequensa f dëlgenerator ant n'antorn dla frequensa f0 , a l'ha l'istéssa andura dla tension ai cavion d'un sircuit arsonant paralél.Për frequense pì basse ël generator a sent un càrich indutiv, e për frequense superior un càrich capacitiv. Al'arsonansa f0 ël càrich a l'é resistiv. As nòta che la corent erogà an partensa a l'é pitòst cita, mentre a l'estrém ancurt-sircuit la corent a peul esse fòrta. A-i é donca na dzora-corent, e donca un fator d'arsonansa.

Un discors istéss, an manera dual, a peul esse fàit se ël tronch ëd lìnia a l'é a sircuit duvert a l'estremlontan e a-i é un generator ëd tension an partensa. Dal moment che al cavion lontan ël sircuit a l'é duvert, a-i saràun neu ëd corent, e donca an sël generator la corent ii a l'avrà na pansa. L'ampiëssa dla corent, an fonsion dlafrequensa, a l'ha l'istéssa andura dla corent ant un sircuit arsonant série. Ëdcò tut ël rest a l'é dual a lòn ch'i l'oma

ig

lA

B

V

0

ve

/ 4

I

ve

f

vg

lA

B

V

0

ie

/ 4

I

ie

f

Z indutiva Z capacitiva

f0

R

f0

RZ indutivaZ capacitiva


472

vist për la lìnia an curt-sircuit , e i stoma nen lì a arpete tut, e donca ëdcò ambelessì i l'avroma un coeficent dëdzora-tension, e donca un fator d'arsonansa.

Ël tronch ëd lìnia as compòrta coma un sircuit arsonant përchè a l'é, an efét, un sircuit arsonantandova indutansa, capacità e resistensa a son distribuìe arlongh la linia, e ògni element bifilar a l'ha soa indutansaelementar e doa resistensa elementar, mentre ij doi element ëd fil a l'han soa capacità.

Fenòmeno elétrich e magnétich - CampI foma quàich considerassion an sij fenòmeno elétrich e magnétich e ij temp ëd soe assion a distansa. I

consideroma un fil përcorù da na corent I, e i savoma che antorna al fil as produv un camp magnétich Hproporsional a la corent, second un fator che a cala an fonsion dla distansa x dal fil. Vis-a-dì IxaH )( .

An costa espression as supon che 'l fil a sia butà arlongh l'ass y , e che 'l camp a sia misurà an vàirepont dl'ass x. Se la corent ant ël fil a càmbia, l'istéss cambiament, second l'espression sì dzora, a càpita an sëlcamp magnétich H. Sto cambiament però a l'é nen istantani an tut lë spassi, ma as verìfica prima davzin e peuiman man pì lontan. An efét a l'é un cambiament ch'as propaga ant lë spassi con na velocità, che second le lèj ëdMaxwell, a l'é cola dla lus c. Se i suponoma che la corent a vària ant ël temp con la lèj I(t) , antlora i podomascrive che a un temp t e a la distansa x dal fil ël camp magnétich a val

cx

tIxatxH )(),(

Costa a l'é la lèj ëd propagassion ëd n'onda pròpi com i l'oma già vist. Se anvece che na corent ant unfil i consideroma na cària elétrica che a vària ant ël temp e i scrivoma col ch'a l'é 'l camp elétrich generà, i podomafé considerassion istésse a prima, e rivé a j'istesse conclusion, d'un camp elétrich che as propaga ant lë spassi convelocità c , con na lèj ëd propagassion ëd n'onda.

An realità, da le lèj 'd Maxwell a ven che n'onda magnética a peul nen esiste da sola, parèj coma n'ondaelétrica, e le doe a son sempe socià, essend l'un-a la consegoensa (e la càusa) dl'àutra.

Onda eletromagnéticaI savoma che ant na spira ëd surfassa S che a ambrassa un camp magnétich variabil H a nass na

diferensa 'd potensial v ai sò cavion che a val:

tdHd

Sv 0

Sta fòrsa eletromotriss indota a l'é causà dal fàit che antorna a le lìnie 'd fòrsa dël camp magnétichvariàbil as produvo linie 'd fòrsa sarà d'un camp elétrich, concadnà con cole dël camp magnétich, e sto camp aproduv la f.e.m v ant la spira.

Ma i savoma 'dcò da la teorìa 'd Maxwell che un camp elétrich variàbil a produv un camp magnétichdont le lìnie 'd fòrsa a son sarà e concadnà a cole dël camp elétrich, an manera dual përféta.

Da sì a ven che un camp elétrich variàbil opura un camp magnétich variàbil a peulo nen esiste da soi,përchè l'un a génera l'àutr.

Is arferima a figura 5, andova i doma na schematisassion dël fenòmeno.

Figura 5 - Camp concadnà generà da na corent variàbil

I suponoma d'avèj un fil përcorù da corent coma prima, e i doma na variassion a costa corent. Ël campmagnétich H1 che la corent a génera antorna al fil a l'avrà na corispondenta variassion. I l'oma vist che stavariassion a produv un camp elétrich E1 dont le lìnie 'd fòrsa as concadèn-o a cole dël camp magnétich. Stocamp elétrich a sarà 'dcò chièl variàbil, e donca a produvrà un camp magnétich H2 sempe variàbil a l'istéssa

H1

H2

E2E

1

I


473

manera dont le lìnie 'd fòrsa a son sarà e concadnà a cole dël camp elétrich E1 . A soa vira sto camp magnétich aproduvrà 'l camp elétrich E2 , e via fòrt parèj.

L'istéss process as peul pensé ch'as produva ant na lìnia bifilar dël tipo 'd col ch'i l'oma vist prima. Ischematisoma donca sto procéss an figura 6. I suponoma na lìnia motobin longa (an teorìa a l'anfinì), e a sòcavion A e B i aplicoma n'impuls ëd tension. Fra sti doi pont as produv un camp elétrich E . Se la tension a l'é v

e la distansa a l'é d, sto camp a valdvE .

Figura 6 - Propagassion për onde su lìnia bifilar

Ël camp elétrich E a varia a l'istéssa manera ëd v, e donca a produv un camp magnétich H , che a l'hasoe lìnie concadnà a cole dël camp elétrich. Sto camp magnétich, che a l'é variàbil, a soa vira a produv un campelétrich E' dont le lìnie 'd fòrsa a sarìo ëd sercc concadnà con le lìnie dël camp magnétich (lìnia trategìà) se a-ifusso nen ij fij dla lìnia. An sti fij ël camp as trasformrìa ant na diferensa 'd potensial local su ognidun dij fij, che aven anulà da la corent local ch'as produv. Fra ij doi fij a resto ij tràit verticaj ëd costa lìnia 'd fòrsa. Për la lèj ëdLentz ël camp E' as opon al camp E fra ij pont A e B, mentre as produv l'istéss camp E fra ij pont C e D. Lecòse a van coma se la variassion fra A e B a fussa trasferìsse ant ij pont C e D. Da sì as arpét ël procéss.

L'onda as propaga ant ël dielétrich, ma ij doi fij a son ël leu andova as produv l'onda ëd tension e l'ondaëd corent che i l'oma vist prima.

Propagassion dj'onde arlongh un filI podoma dovré l'istéss ëschematism për dé rason ëd n'onda eletromagnética che as propaga su un fil, e

për sòn i podoma arferìsse a figura 7.

Figura 7 - Propagassion për onde an 's un fil

I l'oma considerà un generator a àuta frequensa colegà an mes a doi fij che a stan an sl'istéssa lìnia reta,l'un colegà a un pòlo e l'àutr a l'àutr. Fra ij doi fij as produv un camp elétrich E, variàbil coma la tension dëlgenerator, che a soa vira a produv un camp magnétic H, dont an figura a son arpresentà doe lìnie 'd fòrsa,concadnà con E. Ma ëdò 'l camp magnétich a l'é variàbil , e donca a produv un camp elétrich dont i l'omaarpresentà le lìnie 'd fòrsa E1 e E2 .

Con l'istéss mecanism ëd prima as produv an sij fij d'onda ëd tension e na consegoenta onda 'd corent.Sempe për lòn ch'i l'oma vist prima, ai cavion lìber dij fij a-i sarà për fòrsa un neu ëd corent e na pansa ëdtension.

Sempe second ij rasonament fàit prima, ij doi fij as compòrto coma un sircuit arsonant, che a presentana diferenta impedensa për frequense diferente.

Prima, però, d'intré ant ël discors dj'antene a l'é mej dé d'uciada e arzume le proprietà dj'onde eletro-magnétiche.

Proprietà dj'onde eletromagnéticheI disoma che un pont ant un dielétrich (comprèisa l'ària e ël veuid) a l'é sede ëd n'onda eletromagnética

se an col pont, a na dàita mira, ant l'istéss moment a agisso doi vetor variàbij, un ch'a descriv un camp elétrich E

A

B

impuls v E

H

E’ E

E’

i

i

C

D

A B

+

E1

E2

EH

1H

2

Generator àuta frequensa


474

e l'àutr ch'a descriv un camp magnétich H, che a sio normaj fra 'd lor e a siò 'dcò normaj a la diression ëdpropagassion (onde trasversaj).

Sti doi vetor as ëspòsto con na velocità u dàita da 1u con costant dielétrica e

permeabilità magnética an col dielétrich. Ant ël veuid la velocità u a val 299'792'458 m/s. Ant l'ària a l'é pì òmanch l'istéss.

La propagassion për onde d'un vetor sensa l'àutr a esiste nen, dal moment che ognidun-a dj'onde a l'égenerà da l'àutra.

Për conòsse la relassion che a anlìa l'ampiëssa dle doe onde i consideroma che da le lèj dl'indussionmagnetica i l'oma l'espression ulBe

Ma i l'oma che ël camp elétrich E a l'é la f.e.m. indota ant l'unità ëd longhëssa, Donca se ant lë spassias bogia un camp magnétich H a la velocità u , an sto spassi a ven indot un camp elétrich, che a l'é normal alcamp magnétich, e che a val

u

ule

EEH

HHHE1

Energìa eletro-magnéticaI doi vetor ch'i l'oma dit a caraterìso l'onda ant un dàit moment a passa ant un dàit pont. I ciamoma

"surfassa d'onda", na qualonque surfassa che ant un dàit moment a sia normal a la diression ëd propagassion, edonca 'dcò tangenta al pian che a conten ij doi vetor E e H . Ògni unità ëd costa surfassa a sarà traversà da unfluss d'energìa.

Andova a-i é un camp elétrich l'energìa elétrica për unità ëd volum a val2

2Eew mentre andova a-i é

un camp magnétich l'energìa magnética për unità ëd volum a val2

2Hmw .

Se i tnima cont ëd lòn ch'i l'oma scrivù prima, për un camp eletro-magnétich i l'oma che

222 EEH e donca me ww

Sòn an dis che ant ògni pont e ant ògni temp l'energìa eletrica e cola magnética për unità 'd volum ason sempe istésse. La surfassa che a conten ij vetor, dal moment che costi as ëspòsto an sens normal a costa, asarà traversà da na dàita energìa. L'energìa dw che a traversa la surfassa unitària ant un temp dt a sarà cola che al'é contnùa ant un prisma che a l'ha coma base la surfassa unitaria e për autëssa a l'ha lë spassi përcorù dai vetor

ant ël temp dt, vis-a-dì tddtu , che dàita la base unitària, a corispond ëdcò al volum dël prìsma.

L'energìa total sercà a sarà dàita da l'adission ëd cola elétrica e cola magnética, e donca:

tdwd22

1 22 HE

e donca la potensa che a passa për unità 'd surfassa a val22

1 22 HEtdwdp ma i l'oma vist che

22 EH e donca, a la fin:


475

22 HEp ma H

E e donca HEHE

p

Se i suponoma che l'onda a sia sinusoidal, e se EM e HM a son ij valor màssim dij doi camp, i l'oma:

tptt MMMM2sindoncaesin;sin HEHHEE

e costa, essend E e H valor istantani, a l'é na potensa istantània. La potensa média P su un perìod (ò su unnùmer antrégh ëd perìod) a sarà:

221111

0

2

0

2

0

MMTT

MM

TPt

Tt

Ttdp

TP HE

HE doncasinmasin

Vetor ëd PoyntingI l'oma già parlà dë sto vetor ant la part eut dla session dedicà a eletricità e magnetism (pag. 264) e i

armandoma là për n'anformassion pì compléta. La potensa istantània che a traversa na surfassa qualonque a l'é dàita dal fluss d'un vetor R , che a l'é

dit Vetor ëd Poynting, e che a l'é definì da:

HER

Arpresentassion dj'ònde eletro-magnéticheI arportoma an figura 8 n'arpresentassion ëd n'onda sinusoidal che as propaga ant ël vers positiv dla x.

A son arpresentà ël pian ëd vibrassion dël vetor elétrich, che a l'é ciamà "pian ëd polarisassion", ël pian ëdvibrassion dël vetor magnétich, normal al prim, e ël vetor ëd Poynting an doe posission, orientà second diressione vers dla propagassion.

Figura 8 - Arpresentassion ëd n'onda eletro-magnética

Classificassion dj'ònde eletro-magnéticheLe onde eletromagnétiche a van dai ragg còsmich fin-a a onde motobin longhe con un rapòrt fra le

frequense pì àute e cole pì basse che a val a-peu-pré 1022.Le pì àute frequense a son nen dovrà për radio-comunicassion ma a rivo da fenòmeno naturaj, (a sto

propòsit i arcordoma che la Fìsica Quantìstica a sòcia un pachèt d'onda a tute le partìcole an moviment, parèjcoma j'onde eletro-magnétiche a l'han, a livél microscòpich, ëdcò un comportament corpuscolar, ma ambelessì islimitoma a na tratassion clàssica, che a l'é cola ch'a ven a taj an nòstr but). Le pì basse frequense a l'hand'aplicassion speciaj, che 'l pì dle vire a l'han pòch da fé con le normaj radiocomunicassion. I doma na lista ëdcoste frequense. I l'oma:

E

HR

x

R

R

E

H

Pian ëd polarisassion


476

1) - Ragg còsmich con frequense antorna a 3 · 1027 Hz (origin còsmica).

2) - Ragg gama con frequense da 3 · 1024 Hz (radioatività ).3) - Ragg X con frequense antorna a 1020 Hz (radisaaion d’arést d’eletron acelerà, podovù për

aplicassion médiche e industriaj).4) - Radiassion ultraviolëtta antorna a1018 Hz (ansema a la lus – sol e vàire sors).

5) - Radiassion luminosa da 4 · 1014 Hz a 8 · 1014 Hz (sol e vàire sors).

6) - Radiassion infra-rossa da 3 · 1012 Hz (radiassion tèrmica - calor).

7) - Onde THF da 3 · 1011 a 3 · 1012 Hz (an quàich cas già dovrà për radio amatorial).

8) - Onde EHF da 3 · 1010 a 3 · 1011 Hz (micro-onde - comunicassion satelitar militar e amatoriaj).

9) - Onde SHF da 3 · 109 a 3 · 1010 Hz (micro-onde, pont-radio, radar).

10) - Onde UHF da 3 · 108 a 3 · 109 Hz (television - telefonìa celular - forn a micro-onde).

11) - Onde VHF da 3 · 107 a 3 · 108 Hz (radioamator, trasmission an modulassion ëd frequensa -radio-navigassion, comunicassion aeree).

12) - Onde HF da 3 · 106 a 3 · 107 Hz opura Onde Curte (Trasmission radio - coste onde a përmëtto 'dtrasmëtte bin lontan con pòca potensa përchè a son arbatùe da la jonosfera, vardé pì anans -marconiterapia).

13) - Onde MF da 3 · 105 a 3 · 106 Hz opura Onde Médie (Radiocomunicassion).

14) - Onde LF da 3 · 104 a 3 · 105 Hz opura Onde Longhe (Radiocomunicassion - Radio-faro).

15) - Onde VLF da 3 · 103 a 3 · 104 Hz opura Onde Motobin Longhe (Radionavigassion).16) - Onde ULF da 300 a 3000 Hz opura Onde Ultra Longhe (Comunicassion an miniera dal moment

che ste onde a peulo traversé 'l teren - Trasmission militar).17) - Onde SLF da 30 a 300 Hz (Distribussion dla corent alternà)18) - Onde ELF da 3 a 30 Hz (A l'é stàita dovrà për mandé un segnal ai sotmarin fongà -

Magnetoterapìa a bassa frequensa).

Generassion d'onde eletro-magnéticheI vardoma ambelessì un pòch pì da davzin la generassion dj'onde eletro-magnétiche, che sì dzora i

l'oma mach acenà da na mira qualitativa. I partoma da l'ossilator ëd Hertz, che a l'é stàit ëd dispositiv che a l'hapërmëttù la dimostrassion dl'esistensa dj'onde eletro-magnétiche.

I arportoma an figura 9 l'ossilator dovrà da Hertz për verifiché la presensa d'onde eletro-magnèticheanrajà da condutor përcorù da corent variàbil, second lòn che Maxwell a l'avìa suponù da na mira teòrica.

Le doe sfere gròsse ai cavion estern dle doe aste a peulo esse carià travers un rochet ëd Ruhmkorffalimentà da na pila, e an figura la sfera da sota a l'é carià con tension positiva mentre cola da dzora a l'é carià contension negativa, ma a càmbia nèn se le polarità a son al contrari. Coste sfere a fan da condensator, mentre lesbarëtte che a colego le sfere gròsse a lé cite sfere afacià a son l'indutansa. An realità ëdcò le bachëtte acontribuisso a anmugé la cària e donca a l'han ëdcò fonsion ëd capacità distribuìa.

Cand la tension a riva a un livél ch'a basta a produve la splùa fra le doe cite sfere, la cària d'eletron ansla sféra negativa as ëspòsta vers la sfera positìva. L'inèrsia dàita da l'indutansa dle bachëtte a basta a fé an manerache quàsi tuta la cària negativa as trasferìssa an sl'àutra sfera, e parèj le doe carie as anverto e as anvert ël procéssvist, an manera che as ëstabiliss na corent ossilanta che, a rason dle resistense nen evitàbij, a sarà smortà. Dòp undàit nùmer d'ossilassion la spluva as dëstìssa.


477

Figura 9 - Ossilator ëd Hertz

Se davzin a st'ossilator as buta na spira condutriss interòta da na cita filura, costa, con na cita spluva antla filura, a peul arlevé la presensa d'onde eletro-magnétiche, che a trasferìsso energìa da l'ossilator a la spira.

Ël dipòloAmbelessì però për deduve le proprietà dj'onde eletro-magnétiche i comensoma a parlé ëd dipòlo

coma element infinitésim ideal, tal che as peussa consideré la corent istantània coma uniform arlongh soalonghëssa. Sòn a supon che la longhëssa dë st'element a sia trascuràbil rispét a la longhëssa d'onda considerà.L'efét total prodovù da un sistema anrajant (che i ciamroma “antena”) a sarà dàit, a la fin, da l'adission dj'efét ëdtuti sti dipòlo elementar che a compon-o, ansema, ël sistema anrajant.

An tut lòn ch’a ven an cost capìtol, e fin-a a cand i rivroma nen al capìtol dj’Antene, a venta ten-epresent che is arferìma a “dipòlo elementar ”.

Camp d'indussion e camp d'anrajamentI savoma che un sistema ëd condutor carià d'eletricità, com a peul esse n'ossilator ëd Hertz, a pròvoca

ant lë spassi un camp elétrich dont ël valor a l'é proporsional a la cària e proporsional invers al cubo dla distansa.An figura 9 i l'oma indicà an ross na lìnia dël camp elétrich e i notoma che, dàita la simetrìa dël dispositiv, an sëlpian equatorial ël vetor elétrich a l'é sempe vertical.

Cand travers le cite sfere a-i é la spluva e ant le bachëtte a passa corent, as produv un camp magnétichdont ël valor a l'é proporsional a la corent e proporsional invers al quadrà dla distansa. Soe lìnie 'd fòrsa a son ëdsirconferense normaj a le bachëtte andova a passa la corent, e an figura 9 i l'oma indicà an bleu un-a 'd coste lìniee 'l vetor magnétich suponend che la corent a vada da sota a dzora. An sël pian equatorial sto vetor a l’è sempeorisontal.

Figura 10 - Camp d'indussion

Ambelessì la corent a l'é an antìcip ëd 90° rispét a la cària. Ma 'l camp elétrich a l'é an fase con la cària e'l camp magnétich a l'é an fase con la corent, donca fra 'd lor a son an quadradura. Costi doi vetor donca a fan

E

H

I

I

x

E

H

+

-

lìnia camp E

lìnia camp H


478

nen un camp eletro-magnétich d'anrajament, përchè për sòn a ventrìa che a fusso an fase, ma a fan un camp chea ven dit "camp d'indussion".

Ëdcò an sto cas la potensa che a passa ant un pont a l'é descrivùa da un vetor coma col ed Poynting,che però i ciamom I e che a l'é sempe dàit da HEI ma che a l'ha nen sempe l'istéssa diression, com a l'éevidensià an figura 10.

Camp total generà da un dipòloSecond j'esperiense fàite da Hertz e ij sò relativ càlcoj, ij camp elétrich e magnétich prodovù antorna a

un dipòlo a distansa r dal senter ëd përturbassion a son:1) - La component normal al sens ëd propagassion dël camp elétrich E a l'é dàita da l'adission

geométrica ëd tre camp che i ciamoma E1 , E1' , E2 . Se r a l'é la distansa dal senter dla përturbassion:

tdid

rri

rq 1;; 22131 EEE

2) - Ël camp magnétich total a l'é l'arzultant geométrica dle doe component :

tdid

rri 1

221 HH ;

Se i suponoma che la corent ant ël dipòlo a sia sinusoidal, vis-a-dì che tIi sin , i podoma trové lefase dij camp vist sì dzora. An efét i l'oma:

2

2

tItItdid

tI

tI

tdiqtdiqd

sincos

sincosdonca

Sòn a dis che ij camp E1' e H1 a son an fase con i , ël camp E1 a l'é an ritard ëd 90° rispét a i , mentreij camp E2 e H2 a son an antìcip ëd 90° rispét a i .

A venta fé atension che costa arpresentassion a l'é arferìa al temp e nen a lë spassi. Ant lë spassi, anefét, le component che as consìdero ëd E e H a son ortogonaj fra 'd lor e ortogonaj a la diression ëdpropagassion.

Ij camp E2 e H2 che a son an fase ant ël temp fra 'd lor, a género un camp d'anrajament . Ël campdàit dai vetor E1 , E1' e H1 ansema a la component dël camp elétrich ant la diression ëd propagassion, a dan uncamp arzultant d'indussion, che a và ampréssa a zero con la distansa, përchè soe component a calo an fonsiondël quadrà ò dël cubo dla distansa. Sto camp a assòrb nen potensa, dal moment che ij vetor I ch'i l'oma vist asanulo ant ël temp e ant lë spassi.

Ël camp d'anrajament prodovù dal dipòlo a l'é donca proporsional invers a la distansa. A distansagròssa dal dipòlo a-i é donca mach ël camp d'anrajament, mentre davzin al dipòlo ël camp a l'é pitòst complicà e'l camp d'indussion a l'é ël pì fòrt (i arcordoma che ij termo "davzin" e "lontan" a son arferì, an general, a lalonghëssa d'ònda ant ël sens che "pòche longhësse d'ònda" a corispond a "davzin", ambelessì, anvece a son arferìa cand r >> r ).

Distribussion dël camp an 's na surfassa d'ondaDal moment che la velocità ëd propagassion a l'é costanta an tute le diression, se 'l dipòlo a peul esse

considerà cit rispét a la distansa, antlora la surfassa d'onda a arzulterà na sfera, e ël camp considerà a sarà machcol d'anrajament. I doma në schema dla surfassa d'onda an figura 11.

I vardoma 'l camp ant un genérich pont P dla surfassa (un-a qualonque) che a stà an sël ragg che a seurtdal senter dël dipòlo a l'àngol rispét a la vertical (anlinià al dipòlo). A son arpresentà, ant ël pont P, ël vetor ëdPoynting R ant ël vers ëd propagassion, e ij vetor E e H .


479

I notoma che ël camp magnétich H a dipend da l'àngol . An efét i l'oma che se l a l'é la longhëssa dëldipòlo, i a l'é la corent che a lo përcor a frequensa e r 0P a l'é la distansa, antlora a val la relassion:

sin2 r

ilH e i l'oma che tIi M sin

Figura 11 - Surfassa d'onda d'un dipòlo

Ma a venta ten-e cont dël temp ëd propagassion, e donca, al pòst ëd t a venta butéurt dal moment

che ant ël pont P as manifésta l'efét dla sitassion ëd corent al tempur prima. Donca:

urt

rlI M sinsin

2H

Ij valor màssim dël camp E e dël camp H ant ël genérich pont P a saran:

sin;sinrlI

rlI M

MMM

M 22HEH

Da sì as nota che l'anrajament a l'é màssim an sël pian equatorial mentre as anula an diression polar. Il'oma suponù che 'l dipòlo a fussa arlongh na lìnia vertical.

Se i consideroma un pian vertical che a passa da costa lìnia, i podoma arpresenté l'intensità dël campanrajà ant le varie diression su sto pian, second ël disegn ëd figura 12.

An costa arpresentassion ël segment 0Q a arpresenta la radiassion an sël pian equatorial.

Figura 12 - Diagrama polar dl'intensità ëd radiassion (dipòlo elementar)

Potensa anrajàLa potensa che a traversa l'unità ëd surfassa a l'é dàita, com i l'avìo vist, da

2MMP

HE . Se i sostituìma

ij valor trovà sì dzora i otnoma:

P

0Q

sinQP 00

R

E

H

0

P

Q


480

2

22

82221

2 rlI

rlI

rlI

P MMMMM sinsinsinHE

e se i tnima cont che u1 e che 22 2 IIM i podoma scrive che :

2

22

4 rlIu

Psin

As peul vëdde che la potensa a l'é fonsion inversa dël quadrà dla distansa, e an efét la surfassa a chërscon ël quadrà dla distansa e la potensa total a venta che as distribuissa su tuta la surfassa.

I podoma fé 'l càlcol ëd tuta la potensa anrajà dal dipòlo. Sòn as oten integrand su tuta na surfassasférica la potensa për unità 'd surfassa che i l'oma trovà prima. Costa a l'é la manera la pì sempia, dal moment chea sarìa istéss calcolé la potensa travers na surfassa qualonque sarà antorna al dipòlo, sors ëd l'emission. Isarferima a figura 13.

Figura 13 - Arferiment për ël càlcol dla potensa anrajà

I ciamoma d la surfassa elementar ABCD anular, an sta sfera ëd senter O e ragg r OA. Dalmoment che ël tràit AB a l'é infinitésim, i podoma crive che:

drrABAAd sin22

Se 'l P ch'i l'oma vist prima a l'é nòstra potensa për unità 'd surfassa, la potensa dP che a traversa lasurfassa d a sarà dàita da:

dIl

udPPd 32

2sin

e la potensa total anrajà Ptot a sarà dàita da :

20

3

0 0

32

32

34

2

IluP

ddIl

uPdP

tot

tot :doncasinmasin

Ant ël veuid (ò aria sëcca) i l'oma che2

790 IlPtot con j'unità Watt, meter, Ampere.

Dipòlo colegà a tèraLòn ch’i loma dit prima as arferiss a un dipòlo isolà ant lë spassi e lontan da condutor. La presensa ‘d

condutor, an efét, a pròvoca variassion dël camp. An particolar, vist che la tera a l’è un condutor, la presensa dlatera davzin al dipòlo a modìfica, an general, ël camp eletro-magnétich.

A

BA’

D

C

dO


481

Ma as peul consideré che la component elètrica dël camp a l’ha soe lìnie ‘d fòrsa e soe surfasseechipotensiaj. Se as anmàgina ed buté, an corispondensa d’un-a ëd coste surfasse echipotensiaj, na surfassacondutriss perféta e bin sutìla, costa operassion a dovrà nen modifiché ël camp elétrich. Se peui da na part dlëspassi tajà an doi da sta surfassa ël camp a ven modificà, se la surfassa a resta echipotensial, da l’àutra part acàmbia gnente.

Ël dipòlo dont i l’oma parlà prima a l’è fàit da doi branch simétrich rispët al pian normal a la lìnia dëldipòlo e che a passa dal senter dij doi branch.

As peul dimostré, e a l’è ‘dcò intuitiv, che sto pian a l’è na surfassa echipotensial dël camp elétrich. Isuponoma che costa surfassa a sia dàita da la tèra, che i suponoma ‘dcò an pian e bin condutriss. Ël dipòlo che al’è dzora la tèra as compòrta pròpi coma se a fussa part dël sistema ëd doi dipòlo isolà ant lë spassi. Col dë dzoraa la surfassa dla tèra a l’è real, e col sota tera a la surfassa dla tèra a l’è un dipòlo imàgin virtual, e sota tera a-i égnun camp generà.

La figura 14 a mostra un dipòlo vertical colegà a tèra coma dipòlo real d’un sistema ëd doi, ëdcò ciamà“mes-dipòlo marconian”. An cost manera as oten, da la part dzora la surfassa dla tèra, l’istéss camp ëd colprodòt da un dipòlo prolongà dl’istéssa longhëssa sota tèra, e anmaginà isolà ant lë spàssi.

Figura 14 – Més-dipòlo marconian

Për conòsse la potensa anrajà da un dipòlo parèj con autëssa h , i podoma parte da la considerassiond’un dipòlo ëd longhëssa 2h isolà ant lë spassi.

I l’oma vist sì dzora che sta potensa a val:

22

222

31602790790 IhIhIlPtot

e a corispond a la potensa arajà an tut lë spassi.L’anrajament dël dipòlo marconian a l’è limità a na metà dlë spassi, e donca ëdcò la potensa anrajà as

arduv a la metà:

22

1580 IhPtot

A l'é ciàir che cost a l'é un modél che a semplìfica pitòst le situassion reaj, pì che tut përché la tèra a l'énen un condutor përfét, e peui ëdcò përchè a l'é nen un përfét pian orisontal.

Surfassaechipotensial tèra

Dipòlo imàgin

Mes-dipòlo marconian

h

hh

l


482

Resistensa d’anrajamentI l’oma che Ptot a l’ha, natural, le dimension ëd na potensa. Dal moment che ant l'espression dë stà

potensa a-i é ël quadrà ëd na corent, e sta corent a l’è la corent eficenta ant ël dipòlo l’è autertant ciàir che, ancosta espression, ël coeficent ëd costa corent a l’ha le dimension ëd na resistensa, che a ven ciamà “resistensad’anrajament “, dal moment che a l’è la resistensa che a a rason ëd la potensa anrajà, e che a arpresentansa chela resistensa che ‘l dipòlo a eufr al generator che a lo comanda.

I l’oma 2IPR tot

i e donca për un dipòlo elementat isolà ant lë spassi a sarà:

2

790 lRi

Për un dipòlo marconian elementar colegà a tèra i l’oma2

1580 hRi


483

ANTENE

Adéss i passoma da la considerassion dij dipòlo elementar andova, sensa fé d'ipòtesi an sla longhëssa, il'avìo suponù na corent istantània uniform an sla longhëssa dël dipòlo midem, a la considerassion dij dispositivd'anrajament e ricession che i conossoma coma anténe. I giontoma na prima nòta su cola ch'a ven ciamà"resistensa caraterìstica dlë spassi".

Resistensa caraterìstica dlë spassiAnt ël camp eletro-magnétich i l'oma che ël camp elétrich E e 'l camp magnétich H a son normaj fra

ëd lor, e soe ampiëssa a son anlià da la sempia relassion0

0HE -

Ël rapòrt0

0 a l'ha le dimension ëd na resistensa , as ìndica con 0 e a val 3770

00 e as

dis che a l'é la resistensa caraterìstica dlë spassi.

Antene hertzian-e e marconian-eLe antene che as deuvro an pràtica a derivo dai dipòlo che i l’oma vist an manera schemàtica. Contut

che la manera ‘d realisassion a peussa esse diferenta, la sostansa a l’è cola ch’i l’oma vist. Le antene che a derivoda condutor isolà a j’estrem e alimentà al senter a son ciamà sovens “antene hertzian-e”, mentre cole conestrem superior isolà e alimenta à a l’àutr estrem, con ël generator colegà a massa, a son ciamà “antenemarconian-e”.

An fonsion dla posission rispét a tèra, costa distinsion a l’è nen neta, ma as passa da l’un-a a l’àutra dledëscrission travers vàire situassion a mesa strà. A l'é ciàir che për lë studi as deuvra l'un opura l'àutr ëd costi doimodéj.

Anrajament d’un sistema qualonqueFin-a ambelessì i l’oma suponù che ël dipòlo a fussa retilìneo, e che a l’avéissa na longhëssa l tascuràbil

rispét a la distansa r dël pont d’anterésse. I l’oma considerà che la distribussion dla corent a fussa uniformarlongh ël dipòlo, e donca che l . I l’oma peui suponù che ‘l dipòlo a fussa ant un mojen omogéni nendisturbà da rason estèrne.

J’arzultà trovà a peulo esse estèis ai cas reaj. Sì vardoma coma. Comensoma a consideré la posissionche l a sia cit rispéta la distansa r . Ël camp arzultant a sarà l’adission geométrica dij camp creà da tuti ij tràitelementar. Se peui la longhëssa a l’è un nùmer antregh ëd /2 (dipòlo hertzian) ò un nùmer antregh ëd /4(dipòlo marconian) la distribussion dla corent a l’è a onde stassionarie, com i l'oma già vist, e nen omogénia.

Autëssa ‘d radiassion dj’anteneDa lòn ch'i l'oma vist prima i podoma dì che la distribussion dj'ampiësse dla tension e dla corent

arlongh n'antena marconian-a a un quart d'onda e arlongh n'antena hertzian-a a mes-onda, a l'han l'anduraarpresentà an figura 15.

I l'oma 'dcò vist che le potense iradià da un dipòlo opura da un mes-dipòlo a son proporsionaj al termo

I · l , che a ven ciamà ëdcò "moment magnétich " dël dipòlo.


484

I l'oma però ëdcò suponù che la corent a fussa distribuìa an manera uniform an sla longhessa. Iconsideroma antlora l'element dx dl'antena, andova as peussa consideré la corent Ix , valor eficent, coma

uniform. Antlora ël moment magnétich dë sto element a l'avrà valor Ix · dx .Ël moment magnétich ëd tuta l'antena, për n'antena marconian-a, e un-a hertzian-a a saran, ant l'órdin:

hIaxdIh

x0

e lIaxdIl

x0

Figura 15 - Distribussion ëd corent e tension an sj'antene

Se la distribussion dla corent a l'é sinusoidal, e a l'ha I coma valor màssim, antlora për n'antenamarconian-a i l'avroma

hxIx

hIIx 24

2 coscos

andova i l'oma dovrà la fonsion "cosen" përchè an 0 a-i é na pansa e nen un neu ëd corent. Ël momentmagnétich ëd tuta l'antena a sarà dàit da:

hIhxhIxd

hxI

hh 22

22 00

sincos

Për n'antena hertzian-a i l'avroma, a l'istéssa manera

lxIx

lIIx sinsin

22 e 'ncora lI

lxlIxd

hxI

lh 22 00

cossin

Se donca la distribussion a l'é sinusoidal, ël fator a ch'i l'avìo indicà prima, a val 63702 ,a e a l'é

ciamà "fator ëd forma" dl'antena. Ma i l'oma vist prima che ant l'antena marconian-a ël moment magnétich a

val hIa , e donca i ciamom a"autëssa eficenta 'd radiassion" ël termo a · h , indicà coma hi a · h.

A l'istéssa manera, për l'antena hertzian-a i l'avroma na "longhëssa eficenta 'd radiassion" a · l ,

indicà coma li a · l.

Për le resistense ëd radiassion Ri ant ij doi cas e, an consegoensa, la potensa Ptot a ventrà dovré nen

h e l com i l'oma vist, ma hi e li . Vis-a-dì:

l

Vx

Ix

x

0

hV

xx I

x


485

21580790 IRPh

Rl

R itoti

ii

i peuieopura

Longhëssa d'onda dj'anteneN'ossilassion ëd perìod T a produv onde eletro-magnétiche che a l'han na longhëssa d'onda dàita da

Tu , andova u a l'é la velocità 'd propagassion dj'onde. La longhëssa ëd n'antena marconian-a andova a l'han

sede ossilassion ëd perìod T a l'é dàita da da4Tvh andova u a l'é la velocità 'd propagassion dla corent ant

l'antena. Dal moment che u v , i l'oma che41h .

A l'istéssa manera, se i consideroma n'antena hertzian-a longa l i trovoma, second lòn ch'i l'oma gia

vist, che a val la relassion21l .

La longhëssa a ven ciamà longhëssa d'onda pròpria dl'antena. La longhëssa d'onda ëd n'antenamarconian-a a l'é donca 4 vire la soa longhëssa h, mentre la longhëssa d'onda ëd n'antena hertzian-a a l'é ël dobiëd soa longessa l.

An realità sòn a val se la velocità u a l'é istéssa a la velocità v, còsa che a l'é nen pròpi vera, dal momentche i l'oma sempe che u v, ma an general la diferensa a l'é pitòst cita.

Modìfica dla frequensa natural d'arsonansaI l'oma vist coma n'antena as compòrta coma un sircuit arsonant, che a la frequensa d'arsonansa as

compòrta coma na resistensa, për frequense pì basse as compòrta an manera capacitìva e për frequense pì àute anmanera indutiva, pròpi coma un sircuit arsonant, arpresentà an figura 16. Sì i consideroma n'antena marconian-a,e i pensoma ëd nen modifichéne l'autëssa.

Se i pensoma antlora ëd buté an série a l'antena, a la base, na capacità Cs , ël sircuit as modìfica coma anfigura, e la frequensa d'arsonansa a chërs, përchè la capacità total a cala. L'antena as compòrta donca coma se afussa pì curta.

Se, an manera dual, a la base i butoma n'indutansa Ls , costa as buta an série a l'indutansa pròpriadl'antena e l'indutansa total a chërs, an manera che la frequensa d'arsonansa a diminuissa. L'antena as compòrtadonca coma se a fussa pì longa.

Figura 16 - Variassion dl'arsonansa ëd n'antena

A-i son peui doe antene, che a son motobin dovrà, e che a manten-o l'istéssa longhëssa ma a peulo essepì pràtiche da dovré ëd lòn ch'a sìa na lìnia vertical, che a son l'antena a "L arvers" e l'antena "a T ", che iarpresentoma an figura 17.

La longhëssa d'onda ëd n'antena a dipend, an pràtica, pì che tut da soa longhëssa total, sensa da mancache a sia tuta vertical. An teorìa mach ël tràit vertical a produv un camp con la component elétrica vertical, ma anpràtica, e për vàire rason, ëdcò ël tràit orisontal a dà sò contribù. A la fin a càpita che, për l'antena a L arvers

hL C

R

Cs

h40

h

h40

Ls

L C

R

Ls


486

(prima part dla figura) l'autëssa ëd radiassion dl'antena a l'é pì bassa ëd h2 ma a l'é pì àuta ëd H2 . As peul dì

che ij fij orisontaj a aumento la capacità vers massa a l'estrem dl'antena midema, e son a l'é coma buté na capacitàan paralél al sircuit ossilant, donca diminuì la frequensa d'arsonansa, e donca aumenté l'autëssa echivalenta. Lamàssima autëssa echivalenta as oten con l’antena tuta vertical.

Ant la sconda part dla figura i l'oma arptresentà n'antena a T, e ambelessì l'autëssa as conta coma ëltrait vertical, pì un dij brass dla T . La corent as divid fra ij doi brass che as compòrto, coma longhëssa, coma se afusso un sol. An sto cas a ven ancor pì bin la giustificassion portà da l'aument ëd capacità a l'estrem superiordl'antena midema.

Figura 17 - Antene a L arvers e a T.

Frequense armònicheI l'oma vist che n'antena marconian-a a peul ossilé su qualonque frequensa tala che soa autëssa h a

conten-a un nùmer dìspari ëd quart d'ònda. Vis-a-dì che la condission për la frequensa a l'éh

vnf

412 andova

n a l'é un nùmer antregh da zero an sù. Donca, seh

vf

40 a l'é la frequensa fondamental dl'antena, costa a peul

ossilé 'dcò su tute j'armòniche dìspari dë sta frequensa.A l'istéssa manera n'antena hertzian-a a peul ossilé su qualonque frequensa tala che soa longhëssa l a

conten-a un nùmer pari ëd mesonde, e donca su qualonque armònica dla frequensa fondamentall

vf

20 .

Antena trasmitentaSuponend na vibrassion sinusoidal con na frequensa f , ant na qualonque diression r a parte dal

radiator, ij camp a son nen mach ortogonaj fra 'd lor, ma ëdcò ortogonaj a la diression r, e a cambio, an fonsiondël temp e dla distansa , second la lej dla propagassion dj'onde:

rTt

H

rTt

E

2

2

sin

sin

H

E

andovaf

T1 e

fc .

A na dàita distansa r0 dal radiator, considerà coma senter dla përturbassion, se i butoma che0

0 2 r e f2 , i scrivoma

Ix

hH

Ix

hH


487

00 tHtE sin;sin HE

Sòn a dis che camp elétrich e camp magnétich, a na dàita distansa dal radiator, a l'han fàse costanta, chea dipend da la distansa midema. Donca tuti ij pont che a son an sla surfàssa sférica ed ragg r0 qualonque, sentràant ël radiator, a l'han l'istéssa fase costanta. Sta surfassa sférica a corispond al concét ëd surfassa d'onda, com il'oma già vist.

Se la distansa a l'é gròssa a basta rispét a l'ambient andova as fan le misure, ël pian tangent a la surfassasfèrica a peul esse considerà coma surfassa d'onda midema, e l'onda a ven tratà coma n'onda pian-a.

Ël fluss d'energìa S ant la diression ëd propagassion travers na surfassa unitària a l'é dàit da2

MMS HE ,

considerand che 2ME a l'é 'l valor eficent dël camp elértich e 2MH a l'é 'l valor eficent dël camp magnétich.Costa a l'é la densità 'd potensa, e la potensa che a passa travers na surfassa A a val SAPA .

Sta potensa as disperd nen, se la propagassion a l'é an ël veuid ò ant un mojen che as peussa considerésensa pèrdite, ma se ël camp a l'é radial, as distribuiss su surfasse man man pì gròsse, che a van con ël quadrà dladistansa da la sors.

I l'oma vist che 00

0HE , e donca a sarà

0

EH e donca 'dcò

0

2

2MS

E . Ancora da sì as arcava

che S02E . Dal moment che S a l'é fonsion inversa dla distansa al quadrà, a-i na ven che E a l'é fonsioninversa dla distansa.

L'istéssa còsa as peul disse për ël camp H.An efét ël camp eletro-magnétich, dàita la dipendensa l'un da l'àutr dij doi camp, a l'é dëscrivù al

complét da un dij doi. A ven pì pràtich dovré coma arferiment ël camp elétrich, e dé "l'intensità dël camp",pr'esempi, an V/m , arferendse parèj al camp elétrich. La fòrsa eletromotriss indota ant n’antena arseiventa a l’èproporsional giusta al camp elétrich.

Se un camp eletro-magnétich a l'ha, ant un dàit pont, ël valor dël camp elétrich E ëd 100 V/m,

antlora ël camp magnétich H a val 265,0377100

0

EH A/m, e a l’è normal al camp elétrich, mentre la

potensa për unità ëd surfassa a val 128

0

21026,13

75410

2ES W/m2.

Se as randobia la distansa dël pont considerà da la sors, antlora ël camp as divid për doi e la potensapër unità ‘d surfassa as divid për quatr.

Diagrama d’anrajamentI l’oma già vist l’anrajament d’un dipòlo, e i l’oma vist che, mentre la surfassa d’onda a l’è sférica,

l’ampiëssa anrajà ant le diferente diression a l’è difrenta second la lèj che i l’oma vist. Antene diferente a l’avranlèj d’anrajament diferente ant lë spassi.

As peul produve un “sòlid d’anrajament ” ideal con la procedura ilustrà ambelessì. An ‘s na surfassasferica antorna a la sors, e con un dàit ragg r, con un misurator ëd camp as misura l’ampiëssa dël camp elétrich.La sors as consìdera coma orìgin d’un sistema d’arferiment cartesian, e ant ògni pont ëd la sfera as indivìdoa nadiression e un valor ëd camp, considerà coma un vetor che a và dal senter a la surfassa dël sòlid d’anrajament ancola diression.

A l’è ciàir che se l’antena, com ant ël cas dël dipòlo considerà coma isolà, a l’ha na simetrìa ëdrotassion, ëdcò ël sòlid d’anrajament a sarà un sòlid ëd rotassion.

Sto sòlid tridimensional a l’è scòmod da dovré, e an fonsion ëd soa forma, a l’è pì pràtich dovré ëddiagrama che a ven-o da session dël sòlid, ëd sòlit second ij pian coordinà. Se is arferima al dipòlo isolà ch’i l’omavist prima, suponend che ël dipòlo midem a sia butà arlongh l’ass z, a l’è ciàir che an sël pian xy sto diagrama asarà un sercc, dal moment che su sto pian a-i è nen na diression privilegià.


488

A l’istéssa manera ël diagrama ‘d radiassion su un qualonque pian che a conten-a l’ass z a l’è sempeistéss e a l’è coma col ch’i l’oma vist an figura 12.

Sovens, pì che ël valor assolut dël camp prodòt, che a dipend pì che tut dal trasmëttitor, a anteréssa ‘dpì ël valor relativ rispét a la diression ëd màssima emission. Për buté le quòte a sti diagrama as arpòrto donca ijvalor dël rapòrt E/EM e, pr’esempi, ‘l diagrama ëd figura 12 a dventa col ëd figura 18:

Figura 18 – Diagrama d’anrajament

GuadagnA peul capité, e ‘d sòlit a càpita, che a sia nen d’anterésse mandé potensa an tute le diression ma, an

base a lòn che l’anténa a venta ch’a fasa, consentré la potensa dël trasmëttitor ant le diression andova a peuloessie j’arseivitor. Pr’esempi na stassion radio che a serv un dàit teritòri coma servissi local, a l’ha interésse aconsentré la potensa arajà an sle diression davzin-e a l’orisontal, mentre a serv nen la potensa mandà ant lediression davzin-e a la vertical.

As definiss coma guadagn ëd n’antena ël rapòrt che a-i è fra la potensa che a dovrìa esse anrajà da unradiator isotròpich (che a manda l’istéssa potensa an tute le diression), për avèj un dàit camp a na dàita distansa, ela potensa che a venta ch’a sia anrajà da l’antena midèma për avèj l’istéss camp a l’istéssa distansa ant la diressionëd màssim anrajament.

Se pr’esempi i suponoma che n’antena an misura a l’àbia ël màssim anrajament an sël pian orisontal eche tute le diression orisontaj a sio istésse. Con na dàita potensa anrajà P costa anténa a génera un camp E a ladistansa r an orisontal. Un radiator isotròpich për generé l’istéss camp E a l’istéssa distansa r, ch’a l’àbia da mancad’anrajé la potensa P1 = a P. An coste condission as dis che ël guadagn dl’antena an misura a val a.

A l’è ciàir che ‘l radiator isotròpich a l’è n’astrassion. Un radiator che a l’ha na sfera coma sòlid ëdradiassion, e ij so diagrama ‘d radiassion a son tute sirconferense. La potensa che sto radiator a venta che a anrajapër avèj un dàit camp E a la distansa r a l’è bin fàcil da calcolé.

Për avèj un camp E a na distansa r, an efét, a venta che a costa distansa la densità ‘d potensa S a sia

0

2

2ES e la potensa total Pr an sla surfassa sférica ëd ragg r, che a corispond a la potensa arajà, a sarà:

2

0

22 24 ErSrPr

Se n’antena a l’ha guadagn G, për avèj l’istéss camp a l’istéssa distansa ant la diression dël màssimanrajament, la potensa che a venta ch’a sia anrajà a lé

2

0

22 EGr

GPP r

r

Da costa fòrmula as peul arcavé l’ampiëssa dël camp elétrich E, dàita la potensa anrajà P e ‘l guadagn Gdl’antena, a na dàita distansa r e ant la diression ëd màssima emission. I l’avroma:

E / EM

10,8

0,60,4

0,2

30°

60°

x

z


489

21 0 PGr

E

Parèj n’antena che a l’àbia guadagn 3 con na potensa ëd 50 W a na distansa ëd 50 km a génera un camp

elétrich dont l’ampiëssa a val mV/m9,128,6

50337750000

1E .

Ël guadagn d’un dipòlo elementar, com arpresentà an figura 12 e an figura 18, a peul esse calcolà e aval G 1,5.

Rendiment.I l’oma già dit dla “resistensa ‘d radiassion” Rr ëd n’anténa. I l’oma parlane coma na resistensa

“virtual” che a “consuma” la potensa che a ven anrajà.Ma cost anrajament a l’è socià a pèrdite d’energìa dovùe a diferente rason. La prima a l’è che ij

condutor che a formo l’antena a l’han na resistensa, a àuta frequensa, che a produv na pèrdita che as trasforma ancalor. L’istéss tipo ëd pèrdita as verìfica an sij condutor che a colégo a massa, travers ël generator, ant j’antenemarconian-e. Peui a-i è l’energìa che a ven indota ant ij condutor davzin a l’antena e che a fan part dla strutura,coma pr’esempi le contra-ventadure e sostegn, e via fòrt.

Ëdcò costa energìa përdùa a peul esse considerà coma se a fussa dissipà da na resistensa Rp , e doncasta potensa a l’è dàita daa sta resistensa moltiplicà për ël quadrà dla corent eficenta I2 misurà ant la pansa ‘dcorent.

I l’oma donca na potensa anrajà 2IRP rr e na potensa përdùa 2IRP pp . La potensa total Ptot che a

ven fornìa a l’antena a l’è donca prtot PPP , mentre la potensa ùtil a l’è giusta Pr . Donca ‘l rendimentdl’antena a l’è dàit da:

pr

r

tot

rPP

PPP

A l’è ciàir che për avèj un gròss rendiment a venta donca avèj na gròssa resistensa ‘d radiassion Rr e na

cita resistensa ëd pèrdita Rp . I l’oma vist che la resistensa ‘d radiassion a l’è proporsional al quadrà dël rapòrt ih ,

che a l’è màssim cand l’anténa a l’è tuta vertical. Për frequense nen vàire àute n’antena vertical a peul esse difìcilada realisé, e a venta serché un comproméss con antene a T opura a L.

Për avèj na cita resistensa ‘d pèrdita Rp a venta arduve la resistensa ohmica dl’antena midema e dlaprèisa ëd tèra, dovrand fij cordà e magara pì fij an paralél. Peui a venta evité, ël pì possìbil, condutor ant ‘anvirondavzin, ostcoj naturaj ò costrussion. L’antena a sarà pì eficenta se as treuva ant un pòst elevà.

Camp anrajà da doi dipòloI suponoma d’avèj doi dipòlo elementar butà an sl’istéssa lìnia e distant fra ‘d lor e alimentà da l’istéss

generator, an manera che le doe corent che a-j përcoro a l’àbio l’istéssa frequensa, contut che a peusso avèjampiëssa e fase diferenta. Macassìa ambelessì i consideroma ij cas andova le corent a l’han l’istéssa ampiëssa efase ugual opura opòsta. Is arferima a figura 19, andova i l’oma arpresentà doi dipòlo alineà A e B, a distansa dfra ‘d lor.

I consideroma un pont P distant a basta dai doi dipòlo da podèj consideré le lìnie AP e BP paraléle. Ëlcamp elétrich prodòt an P dai doi dipòlo a l’avrà l’istéssa ampiëssa. Se i consideroma la diression normal a la lìniadij dipòlo i l’avroma che se le fase dle corent a son istesse, a son istésse ‘dcò le fase dij camp elétrich an P, e ij doicamp as adission-o. Se i consideroma corent an oposission ëd fase, antlora ij camp elétirch an P as anulo. Se Iconsideroma la diression con àngol da la lìnia dij dipòlo, i l’oma che ël tràit BC a pròvoca në sfasament, ant ël


490

pont P’ dël camp generà da B rispét al camp generà da A. Se le corent ant ij dipòj a son an fàse, an P’ ij camp asanulo cand ël tràit BC d cos a corispond a mesa longhëssa d’onda e as adission-o a j’àngoj andova BC acorispond a na longhëssa d’onda antera. Se anvece ant ij doi dipòlo le corent a son an oposission, antlora le còsea van a l’incontrari. An tuti doi ij cas i l’oma che as produvo “frange d’interferensa”.

Figura 19 – Camp prodovù da doi dipòlo

Efét dla tèraSe un dipòlo elementar, opura na qualonque antena, a l’è butà davzin a tèra, opura a na qualonque

surfassa condutriss bin larga, l’energìa anrajà vers costa surfassa a ven arbatùa com a càpita con la lus. Sto fàit al’è ilustrà an figura 20. L'onda arbatùa a peul esse considerà coma emëttùa da na sors virtual an posission specularal dipòlo rispét a la surfassa arbatenta (sto modél as deuvra 'dcò an òtica).

An nòstr cas sto modél a fonsion-a se, cand ël dipòlo a l'é vertical as consìdera la corent con l'istéssadiression e vers ant ij doi dipòlo, e cand ël dipòlo a l'é orisontal as considera la corent con vers opòst ant ij doidipòlo (sòn a l'é lògich an tuti doi ij cas, përché as trata sempe 'd fé l'imàgin specular, comprèis ël vers dla corent,e peui invertì la corent).

Figura 20 - Dipòlo imàgin virtual

Con dipòlo vertical davzin a tèra , dal moment che 'l dipòlo virtual a l'é përcorù da corent an fase,l'emission a sarà màssima ant le diression paraléle a tèra. Se anvece ël dipòlo a l'é orisontal, dal moment che lacorent dël dipòlo imàgin a l'é al contrari, el camp a tèra a dovrìa anulésse.

An realità la tera a l'é nen un condutor përfét, e 'l camp che as peul anmaginé ch'a ven-a dal dipòlovirtual a l'é atenuà rispét a col dirét.

Dipòlo a mes-ondaI consideroma adéss un dipòlo a mes-onda real, àut a basta da esse fòra dl’efét dla tèra, che a peul esse

scomponù ant un nùmer anfinì ëd dipòlo elementar (i foma nen ij càlcoj). Se i vardoma a la distribussion dlacorent an sël dipòlo, i notoma che costa a l’ha l’istessa fase, moment për moment, an tuti ij pont, e donca për tutiij dipòlo elementar dont ël dipòlo a l’è componù. Sòn a dis che ël diagrama d’anrajament a sarà nen tròp diferentda col d’un dipòlo elemenar.

An efét i arportoma sto diagrama për un dipòlo vertical an ‘s un pian vertical, an figura 21, e i notomache rispét a col d’un dipòlo elementar a l’ha giusta ij doi lòbo un pòch pì sgnacà, e sòn a fa aumenté ël guadagndl’antena. La diferensa a l’è pì ò manch dël 10%. I l’oma vist che ‘l dipòlo elementar a l’ha guadagn G 1,5, edonca un dipòlo real a l’ha guadagn G 1,65.

A

BC

P

P’

d

ragg dirét

ragg arbatù

dipòlo real

dipòlo virtual


491

Figura 21 – Diagrama d’anrajament d’un dipòlo reàl

Lòn che anvece a càmbia motobin a l’è la resistensa d’anrajament. Për un dipòlo elementar, an efét, la

resistensa d’anrajament a val 2007902lRi , mentre un dipòlo real, lontan da l’efét dla tera, a l’ha

na resistensa d’anrajament a riva giusta al valor ëd 73 . An realità sto valor a l’è teòrich, e as arferiss a undiàmeter tascuràbil rispét a la longhëssa. Un valor real a l’è antorna ai 60 . Tut sòn a val però se l’efét dla tera al’è nen significativ. Se l’efét dla tèra as fa sente, e donca as fa sente l’efét dël dipòlo imagin, antlora la trasmissioncon dipòlo orisontal e an diression orisontal a ven motobin atenuà se nen pròpi dëscancelà.

Për fortun-a as peul trascuré st’efét se la tera a l’è distanta vàire longhësse d’onda, e donca già da nadosèn-a ‘d méter per onde VHF e UHF. Për onde pì longhe ‘l dipòlo orisontal a và bin mach se la trasmission al’è inclinà rispét a l’orisontal.

Dipòlo dobiàAs trata dl’antena la pì dovrà ant ël camp dj’onde VHF e UHF. Soa strutura a l’è arportà an figura 22.

As part da un condutor ëd longhëssa l , e as dobia an manera d’avèj doi dipòlo con l /2, an paralél, dontun a l’ha ij morsèt al senter , për esse alimentà. Ij doi dipòlo a resto colegà ansema a j’estrem e a son davzin l’un al’àutr. La corent che a passa ant ognidun dij dipòlo a l’è l’istessa e a l’ha l’istéssa distribussion che a l’ha ant undipòlo duvert coma coj ch’i l’oma vist prima.

Figura 22 – Dipòlo dobià

Da la mira dla radiassion, sto dipòlo as compòrta coma un dij dipòlo component che a fussa përcorùda na corent dobia, e ‘l diagrama ‘d radiassion a resta l’istéss.

Ël fàit, però, che la radiassion a corisponda a cola d’un dipòlo përcorù da na corent dobia rispét a undipòlo sempi, a moltìplica për quat tant la potensa anrajà coma la resistensa d’anrajament. La resistensad’anrajament d’un dipòlo dobià a l’è donca Ri 300 .

Mes dipòlo - antena vertical davzin a tèraI l’oma già vist che l’efét dla tèra su un dipòlo qualonque a l’è col ëd prodùve, sota tèra, n’imàgin dël

dipòlo midem, an posission simétrica rispét al pian ëd tera, dont l’emission a dà rason, da na mira ideal, dj’ondearbatùe dal pian ëd tèra.

N’antena vertical davzin a tèra a peul esse scomponùa ant un gran nùmer ëd dipolo elementar, dontj’imàgin a formo ansema n’antena virtual an posission simétrica rispét al pian ëd tera, përcorùa da l’istéssa corentdl’antena real.

E/EM

10

Dipòlo elementarDipòlo real

z

z

0

I

A B

l = / 2

lìnia 300


492

Se nòstra antena a l’è marconian-a a un quart d’onda, l’ansema dle doe antene, cola virtual e cola real, afan un dipòlo hertzian-a mes-onda che, an prima aprossimassion, as compòrta coma col ch’i l’oma vist sì dzora,isolà ant lë spassi. I l’oma già acenà a sto fàit.

La tèra a l’è na surfassa echipotensial, parèj coma as peul consideré echipotensial (për rason ëdsimetrìa), ël pian equatorial, normal a un dipòlo isolà, che a lo taja an doi al senter. Sto pian as compòrta doncacoma në scherm che a separa lòn ch’a càpita dzora da lòn ch’a càpita sota. Mentre ant ël cas dël dipòlo hertzianisolà a-ié emission dzora e sota sto pian equatorial, ant ël cas dl’antena marconian-a, natural, sota tèra a-i è nenemission, ma dzora a càmbia gnente. A figura 23 i mostroma sto fàit.

Figura 23 – Antena marconian-a e soa antena imàgin

A parità ëd camp an sël pian equatorial, la potensa anrajà da st’ antena a l’è la metà ëd cola anrajà dalcorispondent dipòlo (sota tèra a-i è nen anrajament). Coma consegoensa i l’oma che la resistensa Ri a l’è la metà

ed cola dël corispondent dipòlo e ‘l guadagn G a l’è ël dobi. Donca Ri 36,5 ; G 3,3 .Se l’autëssa dl’antena a ven cambià (mantnend l’arsonansa) con capacità an testa opura indutansa a la

base, ël diagrama d’emission a tira sempe ‘d pì a col dël dipòlo elementar se l’autëssa material a cala. Ël màssimdl’emission an orisontal as oten con n’àutëssa ëd h 0,56 . A sta mira ël guadagn a corispond a G 6.

Se as deuvra n’anténa pì longa, e ambelessì i suponoma43l , ël diagrama ‘d radiassion as modìfica

coma an figura 24. An efét, ant la part bassa dl’antena, la corent a l’è an oposission rispét a la part àuta. Se asconsidera l’adission dj’efét dij dipòlo elementar che a fan l’antena e soa imàgin, ël camp paralél a tèra a arzultapitòst arduvù, mentre la màssima emission a càpita a un dàit àngol an sl’orisontal.

Figura 24 – Diagrama d’anrajament d’antena marconian-a a 3 /4

E/EM

10

zz

0

I

antena virtual

antena real

corent virtual emission virtual

corent realemission real

tèra

antena real

antena virtual

z z

tèra


493

Antena arseivèntaN’antena, oltra a podèj emëtte energìa eletro-magnética, a l’è ‘dcò bon-a a fé ël procéss invers, ëd pijé

energìa eletro-magnética dai camp che a rivo, prodovù da àutre antene trasmitente.I podoma supon-e che ant un pont andova a-i è un camp eletro-magnétich dont la component elétrica

E a sia vertical, a-i sia n’antena fàita da un fil vertical ëdcò chièl.I suponoma che la presensa dl’antena a modìfica nen ël camp. L’antena as treuva paraléla a le lìnie ‘d

fòrsa dël camp elétrich, e donca ij so pont a son a potensial diferent, e la fòrsa eletro-motriss de indota ant ògnielement d’antena dh a sarà dàita da hded E e sòn a pròvoca na sircolassion ëd corent nen costanta ant

l’antena midema. As peul definì ëdcò për l’antena arseiventa n’autëssa echivalenta he dàita da hahe , andova aa l’é ël fator ëd forma dl’antena. La f.e.m. total indota ant l’antena a sarà:

hahe e EE

As peul dì, an general, che se n'antena , dovrà coma trasmitenta, a l'ha un guadaghn G e na resistensa

d'anrajament Ri, soa autëssa eficenta a l'é dàita da0

GRh i

eff .

An realità, però, l’antena a modìfica ël camp generà dal trasmëttitor, e a tira a resté echipotensial. Anefét sta tendensa a l’è tant pì fòrta quant pì la frequensa dj’onde che a rivo a l’è diferenta da soa frequensad’arsonansa. An efét l’antena as compòrta coma un generator ëd tension an série a n’impedensa che a l’arsonansaas arduv a mach la resistensa, e la tension ùtil a l’ha so màssim.

Caraterìstiche dl’antena arseiventaLa fòrsa eletro-motriss che 'l càmp elétrich a génera ant l'anténa, a produv na corent che a viagia an

sl'antena e a passa ant l'utilisator Sta corent che a përcor l'antena, a soa vira a ri-anraja d'energìa, pròpi coman'antena trasmitenta. Da na mira energética, e an arsonansa, l'antena as compòrta donca coma un generator ëdtension con na resistensa interna Ri , che a arpresenta la dissipassion dl'energìa che a ven anrajà, an serie a na

resistensa Ru che a arpresenta la dissipassion dl'energìa trasferìa a l'utilisator. Sòn a l'é schematisà an figura 25.

Figura 25 - Sircuit echivalent ëd n'antena arseiventa

Se i l'oma n'antena marconian-a con h / 4 ( vis-a-dì hef e Ri 35,5 ) che as treuva davzin

a tèra ant un camp elétich E, i l'avroma che l'antena a l'é arpresentà da un generator ëd tension ëd V hef · E,

con na resistensa unterna Ri 35,5 , colegà a un càrich Ru.

Susfassa echiivalenta ëd n'antena arseiventa

Ant ël sircuit echivalent sì dzora la corent I generà da nòstr generator a valui RR

VI , la potensa che

a ven ei-anrajà a val2

2i

iRI

P , mentre coa mandà a l'utilisator a val2

2u

uRI

P e, butand ant l'espression ël

valor ëd I i l'oma: 2

2

2 ui

uu RR

RVP .

Ehv ef

Ri

Ru

I


494

I l'oma gia vist che, ant ij cas coma cost, la màssima potensa trasferìa a l'é cand Ri Ru . Se i suponomad'adaté j'impedense an manera che sta condission a sia vera, i l'oma che

iu R

VP

8

2

Ël màssim ëd costa potensa a-i é cand l'onda a riva da la diression pì bon-a, e V VM hef · E. Idovroma antlora l'espression ëd hef ch'i l'oma vist prima, e i podoma scrive:

0

222

0

22288

18

1 GEE

GRR

EhR

P i

ief

iu

Costa a arpresenta la màssima potensa che l'antena a peul caturé da l'onda. Ma n'onda eletro-magnéticache a l'àbia na component E dël camp elétrich a l'ha 'dcò na "densità ëd potensa" (potensa për meter quadrà), che a

val0

2

2E

p . Essend costa na potensa a meter quadrà, i podoma anmaginé che la potensa Pu dovrà da l'utilisator

a sia dàita da sta potensa a meter quadrà, për na surfassa ideal A ch'i ciamoma "surfassa ëd catura" ò "surfassa

echivalenta", coma se l'antena a fussa na sòrt ëd réte da pësca. I l'oma0

2

2E

ApAPu . Ma i l'oma vist che

0

22

8GE

Pu . Donca i l'oma che0

2

0

22

28E

AGE e da si i arcavoma che A

G4

2.

St'espression a dis che man man che la frequensa a chërs, e donca a diminuiss, a l'é sempe pì difìcilpër l'antena porté via potensa dal camp elétrich.

Disturb atmosférich e industriajN'antena arseiventa as treuva andrinta a tuti ij camp eletro-magnétich prodòt da vàire antene

trasmitente, da fenòmeno naturaj atmosférich e da disturb prodòt da qualonque màchina elétrica, e daspërtut asproduvo splùe con l'eletricità (candèile dle viture, ciochin elétrich, coletor dij motor elétrich, trassion elétrica e viafòrt). Costi ùltim a son dit "disturb industriaj".

Për le stassion radio nen volùe a dovrìa essie la seletività, pì che dl'antena midema, dij sircuit seletivdl'amplificassion an àuta e média frequensa. Për ij disturb atmosférich a-i é gnente da fé, e a ven-o caturà dal'antena ant ògni manera. Ëd sòlit a son su frequense pitòst basse (onde longhe e onde medie).

Për ij disturb industriaj a venta prima ëd tut arduvne la produssion, butand an sle màchine elétriche ëdfìltro che a elìmino ò a arduvo la produssion d'onde eletro-magnétiche, e peui, considerand che la sors ëd costidisturb a l'é sempe davzin a tèra, a venta ten-e l'antena elevà, e fé un colegament ëd calà con un colegamentëschermà. A-i é sens-àutr l'inconvenient che la schermadura butà a massa a peul gavé d'energìa ùtil, ma l'efét finala l'é sempe favorèivol. Sti inconvenient as treuvo an 's tuta la gama d'onde, e a son pì fòrt an sj'onde curte.

A venta 'dcò noté che, an ricession, a-i é nen da manca d'avèj na granda autëssa echivalenta d'antena,dal moment che l'amplificassion ch'a ven dòp a l'é, ëd sòlit, dzorabondanta, e as peul sacrifiché na part ëd segnalpër avèjlo pì polid. An efét, na vira che 'l disturb a intra an sla frequensa ëd ricession, a peul pì nen esse eliminà.

Antene diretiveJ'antene ch'i l'oma vist, cand a son an vertical, a l'han nen na diression privilegià ëd trasmission an sël

pian orisontal, e la radio-difusion a l'é sircolar. Sovens sòn a l'é pròpi lòn ch'as veul avèj, ma a-i son ëd casandova le comunicassion a venta che a sio fàite fra doi pont, e antlora a l'é inùtil e costos mandé energìa da's përtut për féne rivé bin pòca ant ël pont ch'a anteréssa.

Për costa rason a son studiàsse antene bon-e a consentré l'emission d'energìa ant un fass pì ò manchëstrèit. Dal moment che për le antene a-i é na ressiprossità 'd comportament an trasmission e an ricession,


495

n'antena diretiva an trasmission a l'avrà na diression privilegià ëdcò an ricession. An pràtica a sarà diretiva 'dcò anricession.

Costa proprietà an ricession a peul vnì bin a taj, përché a giuta la seletività a esclude stassion nenvorsùe, e a lìmita la ricession dij disturb a coj che a rivo da la diression privilegià.

Con coste antene a dventa amportant lë studi dël sòlid ëd radiassion e ij relativ diagrama 'd radiassion. Iarportoma an figura 26 ij diagrama d'un-a 'd coste antene, che a l'é orientà vers l'ass x, e i vardoma ël diagrama ansël pian xy (orisontal) e 'l pian xz (vertical). I l'oma già vist che ël ragg vetor che a dëscriv ël diagrama, ant lediferente diression e a na distansa fissa, a l'é ël rapòrt fra l'ntensità dël camp E an cola diression e l'intensitàmàssima dël camp EM (che 'd sòlit a l'é ant la diression dl'ass x, ass dl'antena).

As considero peui le doe diression andova ël rapòrt ch'i l'oma dit a val 0,707, vis-a-dì cand2ME

E .

Parèj a resto definì, an sël pian xy e an sël pian xz, doi àngoj e dont ël prim a l'é la duvertura orisontal e lëscond la duvertura vertical dël fass d'onde generà da l'antena.

Figura 26 - Diagrama 'd radiassion diretiv

Ansema al sòlid d'emission prinsipal as peul noté che a-i son cite emission che a son nen d'interésse eche as rivo nen a eliminé d'autut.

Rifletor parabòlichSto tipo d'antena as basa an sle proprietà geométriche d'un parabolòid ëd rotassion (generà da na

paràbola che a vira antorna a sò ass). A son j'istésse proprietà che i l'oma vist an Òtica për jë specc parabòlich.Un ragg che a parta dal feu, cand a bat contra la surfassa dël parabolòid, a l'é arbatù paralél a l'ass dël parabolòidmidem. Son a l'é mostrà an figura 27.

Figura 27 - Parabolòid

Ma i l'oma 'dcò che un ragg che a part dal feu e a ven arbatù anans, a riva su un qualonque pian normala l'ass an fase con tuti ij ragg che a son arbatù anans, e donca sti pian a son surfasse d'onda. As ved sùbit, an efétche la longhëssa dij përcors dal feu al pian a l'é sempe l'istéssa. La paràbola che a génera 'l parabolòid a l'é definìa

0

A

B

z

1

0,707

x

0

C

D

1

0,707y

x

a

a

b

b

c

c - b

c - a

diretriss

ass - propagassion

surfassa d’onda

F

A’’A’A

d

B’’B’B

R


496

coma leu dij pont che a l'han la midema distansa da la reta diretriss d e ël feu F. Donca la figura a l'ha nen damanca d'àutre spiegassion.

Se ant ël feu a-i é la sors dj'onde (i podoma consideré che a-i sia un dipòlo). e se sta sors a "anlùmina"mach ël parabolòid, as produv un fass che as dirìa colimà. An realità, e për vàire motiv, ël fass a peul nen esseprecis, ma a l'avrà n'overtura che macassìa a l'é strèita e a peul rivé a doi ò tre grado.

A-i é n'espression empìrica aprossimà che a anlìa l'àngol d'uvertura con ël ragg R dël sercc ch'a lìmita

'l parabolòid e la longhëssa d'onda . St'espression a l'é (dovrand gré e méter):R

60

Se donca i voroma n'overtura ëd 3° con na longhëssa d'onda ëd 3 cm, i l'oma da manca d'unparabolòid con un ragg ëd 60 cm (1,2 m ëd diàmeter). Con l'istéss ëspecc e n'onda da 10 cm ëd longhëssal'overtura dël fass a sarìa 10°.

A l'é ciàir che 'dcò ël guadagn dl'antena a dipend da la surfassa dla boca dlë spécc. Se tuta l'enertgìaanrajà dal dipòlo a ven mandà a lë spécc , l'espression dël guadagn dl'antena a l'é, da lòn ch'i l'oma vist:

24 bAG

e, an ricession, soa surfassa 'd catura A a l'é dàita da bAG

A4

2.

Radiator anliniàOltra che sfruté l'arbatiment ëd në spécc parabòlich o d'àutri mecanism dë sto tipo, as peulo dovré i

fenòmeno d'interferensa për oten-e d'efét diretiv. Për avèj interferensa a venta che le sors che a interferìsso a siocon na precisa relassion ëd fase fra 'd lor e che ij vetor elétrich a sio nen ortogonaj.

An nòstr cas i suponoma d'avèj ëd dipòlo a mes'onda alimentà da l'istéss trasmëttitor e butà alineàsl'istessa lìnia opura paraléj, com i mostroma an figura 28.

Figura 28 - Dipòlo colinear e dipòlo paraléj

Con costi tipo d'anliniament e con le giuste distanse fra ij dipòlo, e con le giuste fase dj'onde, as peuloten-e na dàita diretività dl'antena. Si da sota i acenoma a coj pì significativ, e peui i vardoma un pòch pì antl'ancreus l'antena Yagi, che a l'é motobin dovrà an sj'onde oltra-curte.

Dipòlo colinearI l'oma vist che un dipòlo vertical a l'ha un diagrama 'd radiassion fàit a eut an s'un pian vertical che a

passa për ël dipòlo midem, mentre an sël pian orisontal l'emission a l'ha na simetrìa sircolar.An figura 29 i l'oma arpresentà an manera indicativa la diferensa fra ij diagrama 'd emission an sël pian

vertical cand ij dipòlo colinear a son un, doi opura tre. I dipòlo a son alimentà an fase da l'istéss trasmëttitor. As

Dipòlo colinear

Dipòlo paraléj


497

nòta che l'eut a dventa sempe pì strèit, man man che ij dipòlo a chërso ëd nùmer. La màssima emission a l'ésempe an sël pian normal ai dipòlo che a passa për ël senter dël grup.

Figura 29 - Diagrama d'emission ëd dipòlo colinear

I l'oma indicà con lìnie rosse l'andura dla tension an sij dipòlo an cas ëd tre dipòlo colinear. I podomanoté un problema. Ij dipòlo a venta che a sio davzin ël pì ch'as peul, ma le doe estremità afacià a son ant la pansaëd tension e sta tension a l'é an oposission an sij doi dipòlo. Sòn a rend important l'efét dla capacità fra ij doidipòlo, che a arduv le prestassion dl'ansema.

I l'oma suponù che ij dipòlo a arson-o an fase, e sì i vardoma na manera për podèj avej costa situassion.Is arferìma a figura 30, e i consideroma un fil longh un numer dìspari ëd mese longhësse d'onda ( /2 ). Ipodoma pensé d'alimenté al senter sto fil, e i podoma pensélo coma fàit da dipòlo a mes-onda, un tacà a l'àutr,che a ossilo an manera alternà an oposission ëd fase.

Figura 30 - Manera 'd fé ossilé ij dipòlo an fase.

Se ij dipòlo nùmer pari a ven-o dobià an doi a formé un tronch ëd lìnia a un quart d'onda, la situassiondle fàse a càmbia nen e 'l tronch ëd lìnia a anraja nen energìa.

Dipòlo paraléj nen an faseI suponoma adéss d'avèj doi dipòlo paraléj butà a distansa ëd /4 e përcorù da n'onda che ant un a l'é

sfasà ëd 90° rispét a l'àutr.Ij doi camp eletro-magnétich as adission-o ant lë spassi e ant ògni pont ognidun a riva con soa fase 'd

partensa pì lë sfasament dàit da la distansa përcorùa.Se i suponoma che ij doi dipòlo a stago su un pian orisontal, a l'ha interésse vardé lòn ch'a càpita ant ël

pian vertical che a passa për la mesarìa dij dipòlo. An figura 31 i l'oma arpresentà sto pian che a session-a ij doidipòlo ant ij pont A e B.

I suponoma che B a sia an ritard ëd 90° rispét a A. L'onda emëttùa da A e che a viagia vers P1, cand ariva an B a l'ha viagià për un quart d'onda, e donca a riva an fase a cola generà an B. An costa diression le doeonde as adission-o. L'onda emëttùa da A che a viagia vers ël pont P4, cand a riva an A a l'ha viagià për un quartd'onda, e donca a riva con n'àutr ritard ëd 90° che as gionta a col ëd generassion. An total l'onda da B a riva anoposission ëd fàse rispét a cola generà an A e donca, an costa diression, le doe onde as dëscancelo l'un-a conl'àutra. Se i vardoma an diression P2 opura an diression P3, i podoma vëdde che ij përcors a son j'istéss, e ij doivetor dël camp elétrich a rivo an quadratura.

opura opura

1 dipòlo2 dipòlo

3 dipòlo

x

z

2

1 2 3 4 5 6 7

Fila ‘d 7dipòlo

42

1

2

3

4

5

6

7

Dipòlo disparidobià


498

Figura 31 - Diagrama d'emission ëd doi dipòlo paraléj sfasà a 90°

Ël camp total a l'é vers P2 ( e P3) a val 2 rispét al camp generà da un sol dipòlo, e arportà a laemission màssima (che a l'é ël dobi ëd cola arferìa a un dipòlo sol) a val 0,707. Sòn an dis che l'overtura 'dl'àngold'emission a val 180°. An pràtica l'emission a ven da na sola metà dlë spassi, ant la diression dal dipòlo an antìcipvers col an ritard.

Se as gionto d'àutri dipòlo anans a B, sempe a distansa ëd mes-onda e sempe an ritard ëd 90° rispét acol darera, as oten bastansa ampressa na bon-a diretività, ma ël problema a l'é col d'alimenté ij dipòlo con ël giustësfasament, che a l'é nen fàcil da arzòlve.

Antena YagiAn costa antena, a dipòlo paraléj, as alimenta mach un dij dipòlo, mentre d'àutri a son isolà d'autut e a

ven-o ecità da j'onde che a rivo dal dipòlo alimentà. La fàse 'd ossilassion ëd costi dipòlo a dipend da la distansadal dipòlo ecità e da la longhëssa ch'a l'han. A-i son vàire combinassion possìbij.

An costa antena as peul fé un càlcol teòrich che a resta motobin complicà e, an definitiva, bastansaaprossimà. As peul donca acené a la teorìa an manera d'avèj la giustificassion dël procediment ch'as dovrìa fé,sensa sté a fé ij cont ma peui ël dimensionament dl'antena a l'é basà pì che d'àutr an sla sperimentassion.

I podoma comensé a pensé a doi dipòlo a mes-onda paraléj e butà a na dàita distansa d. Se i supnomad'alimentéje con dàite tension V1 e V2 , le corent che a passo ant ij dipòlo a son anlià da le relassion :

2221212

2121111

IZIZVIZIZV

Sòn i l’oma già vistlo parland ëd mùta indussion. Ij termo Z12 e Z21 a dëscrivo l’interassion fra ij doidipòlo e a son ciamà “impedense mùtue”. Se i suponoma che un dij dipòlo a sia nen alimentà, e i suponoma che astrata dël dipòlo 1, nòstr sistema d’equassion a dventa:

2221212

2121110IZIZV

IZIZ

Se i suponoma d’esse bon a definì ij valor dj’impedense an gieugh, da sto sistema i podoma arcavè lecorent I1 e I2 , con le relative fase. I l’oma però che e doe mùtue impedense a son istésse e i podoma consideréche Z12 Z21 . As treuva:

2122211

2121 ZZZ

VZI e 2122211

2112 ZZZ

VZI

A B

0,707

01

E / EM

P2

P1

P4

P3


499

J’espression dj’impedense a arzulto bin complicà, e a son fonsion dla longhëssa dël dipòlo parassìtarispét a col alimentà (coma prinsìpi longh /2 ) e dla distansa fra ij doi.

Se ‘l dipòlo parassita as treuva a na distansa inferior a un quart dla longëssa d’onda, vis-a-dì se4

d ,

antlora, se soa longhëssa l a l’è pì gròssa ëd mesonda, vis-a-dì se2

l , antlora soa reatansa a l’è indutiva, mentre

se soa longhëssa a l’è pì cita ëd mesonda, vis-a-dì se2

l , antlora soa reatansa a l’è capacitiva.

Gieugand an sla longhessa l e la distansa d , as peul fé an manera che ‘l dipòlo parassìta as comportada rifletor (longhëssa pì gròssa) opura da diretor (longhëssa pì cita). Sòn a l’è përchè an costa manera as peulcambié la fase dl’onda generà da l’element parassita.

A vent notè che l’element parassita a l’è an condission d’esse ativ an manera significativa mach se ladistansa da l’element radiant a l’è antorna al quart d’onda. A sta mira a dventa ‘dcò chièl radiant për n’àutrelement passiv davzin a l’istessa manera.

I podoma consideré n’antena trasmitenta fàita da un dipòlo radiator, n’element passiv rifletor en’element passiv diretor. J’efét dij doi element passiv as dovrìo adissioné, dand na bon-a diretività, ma a ventaten-e present che ognidun dij tre element a interferiss con tuti doi j’àutri, e la situassion, da na mira analìtica, adventa motobin pì complicà. Ël sistema ch’i l’oma vist prima a dventa:

333232131

3232221212

313212111

0

0

IZIZIZIZIZIZV

IZIZIZ

e a l’è ciàir che la determinassion dj’impedense mùtue a l’è tut àutr che fàcil. Coste a dipendo, coma prima, da ledistanse fra j’element e da soe longhësse, ma ‘dcò da vàire àutre còse, coma ël diàmeter dij condutor, e via fòrt.

Fra l’àutr, la presensa dël rifletor e dël diretor a modìfico la longhëssa d’arsonansa dël dipòlo, che aventa ch’a sia un pòch pì curt. Ëdcò la resistensa d’anrajament a cala motobin a rason dij dipòlo passiv, e doncasovens as deuvro dipòlo dobià, che a l’han na resistensa pì àuta.

Figura 32 – Schematisassion d’antena Yagi

An figura 32 i l’oma arportà na schematisassion ëd na possìbil antena Yagi e un diagrama d’anrajamentmotobin aprossimà, e giusta indicativ.

Aumentand j’element passiv la diretività a chers. Ëd sòlit as aumento j’element diretor, che a peulo esseset ò eut e magara anche ëd pì.

St’antena, con dipòlo dobià, a l’è cola che ‘d sòlit as deuvra coma antena arseivènta an television.

2,02,0

42,0 46,0 5,0

rifletor dipòlo diretor


500

Dipòlo paraléj an faseI comensoma a supon-e d’avèj doi dipòlo uguaj e paraléj butà a distansa ëd /2 fra ‘d lor. Ij doi dipòlo

a son alimentà da l’istéssa sors e an fàse, donca a son përcorù da corent istésse e con l’istessa fase. An figura 33 il’oma arpresentà sti doi dipòlo indicà dai pont A e B an s’un pian normal ai doi dipòlo midem.

Figura 33 - Diagrama d'anrajament ëd doi dipòlo paraléj an fase

Ël pian dël disegn a l'è col equatorial a la cobia (pian zx ), che se a-i fussa mach un dipòlo a l'avrìa undiagrama sircolar. An sto cas, coma sempe, ij camp dij doi dipòlo as adission-o da na mira vetorial, e ant ladiression dl'anliniament (P1-P2 an figura), dal moment che ij dipòlo a son distant ëd mesonda, a son sempe anoposission ëd fase e as anulo. Sempe su sto pian, an diression normal a l'anliniament (P3-P4 an figura), ij doi campa son an fase e as adission-o .

Da na mira teòrica a cambia nen se anvece che doi dipòlo paraléj as consìdero n dipòlo paraléj, anliniàa la distansa ëd mesonda e alimentà sempe tuti an fase e con l'istéssa corent. L'efét as peul vëdde an figura 34,andova ël lòbo a dventa bin pì strèit e longh, contut che a nasso 'dcò ed lòbo secondari nen vorsù ma, macassìa,cit da nen dé fastìdi.

Lòn che a l'è 'dcò arpresentà an figura a l'è la sopression dl'emission da un-a dle doe part, dal momentche 'd sòlit l'emission a serv ant un sol vers. Për fé sòn as peul dovré na surfassa arbatènta (metal, na grija, etc.),che a dà j'arzultà ij pì bon cand a l'è butà a distansa d'un quart d'onda da la fila 'd dipòlo.

Figura 34 - Diagrama d'anrajament ëd doi dipòlo paraléj an fase

An costa manera as oten na bon-a diretività an sël pian zx, ma an sël pian zy la diretività a contìnua aesse cola dël dipòlo isolà. Për aumenté 'dcò costa diretività as peul dovré la proprietà d'emission dij dipòlocolinear. Cand i l'oma vistje prima i-j consideravo alineà an vertical, sì i-j suponoma alineà arlongh la diression y.

As forma parèj cola che a ven ciamà "cortin-a ëd dipòlo". I la mostroma an figura 35, sensa sté adisegné 'ncora ëd diagrama d'anrajament.

A

B

z

x

y A

B

2

P1

P2

P3 P4

z

x

A

B

z

x

y

2

2

2

4

A

B

z

x


501

Figura 35 - Cortin-a 'd dipòlo

Ël guadagn ëd na cortin-a che a l'àbia an total N dipòlo, e con un rifletor darèra, a l'è a-peu pré col ëd2N vire 'l guadagn d'un dipòlo isolà. Vis-a-dì che për na cortin-a ëd N dipòlo a l'è

NNG 3,365,12

Se la cortin-a a ven dovrà an ricession, soa surfassa echivalenta a l'è dàita da:222

243,3

4NNGA

Antena a quàderSto tipo d'antena, diferent coma prinsìpi da coj ch'i l'oma vist prima, a ven dovrà ant ij sistema ëd

navigassion ràdio, pi che d'àutr an ricession, për stabilì la diression da 'ndova a riva un segnal ràdio.As trata, an pràtica, dl'indutansa d'un sircuit arsonant dont ij lat a son butà a l'assion dël camp eletro-

magnétich dl'onda ràdio. St'antena a l'é donca fàita da un-a ò vàire gròsse spire, dont le dimension a son nen anliàan manera direta a la longhëssa d'onda. An figura 36 i arpresentoma un-a ëd coste anténe. La forma dle spire apeul esse diferenta, sì i dovroma la forma quadrà che a ven pì a taj për fé ij cont.

Figura 36 - Antena a quàder

Soa misura a peul esse dl'órdin dël méter, mentre i podoma pensé a onde con na longhëssa 'd quàichsenten-a 'd méter. I suponoma un quàder vertical, che a peussa viré antorna a so ass vertical, e n'onda anpolarisassion vertical che a riva an sël quàder. An coste condission i podoma supon-e che 'l camp elétrich a

2

2

h

lB

O

C

A D

V1V2

B O C

M N

Onde


502

produv, an sij lat verticaj na fòrsa eletromotrss proporsional al camp elétrich e la longhëssa dij fij. Ognidun dijdoi lat verticaj a dventa sede 'd na tension v1 e, ant l'órdin, v2 .

Ste tension a l'han tute doe l'istéss vers rispét al camp elétrich, e donca a ven-o a trovésse an oposissionant ël quàder, la tension total a sarà 21 vvv e, se a son an fàse, as anulo l'un-a con l'àutra. Se l'onda a riva andiression normal al pian dël quàder, cost a ven a trovésse an 's na surfassa d'onda, e donca la doe tension v1 e v2 ason giusta istésse e opòste, e as anulo. An sto cas l'àngol indicà ant ël disegn ëd figura 36 a val 90°.

Se la diression ëd propagassion a l'è diferenta da la normal al pian dël quàder, antlora le fase ed v1 e v2 acàmbio, e la diferensa 21 vvv a l'è pì nen zero. La màssima diferensa a-i è cand la diression dl'onda a lé colaparalelaal pian dël quàder, vis-a-dì cand l'àngol a val 0°. A l'è ciàir che sòn a l'è vèra se le dimension dël quàdera son pì cite che mesa longhëssa d'onda.

Sempe arfrendse a figura 36, i consideroma che 'l quàder a sia fàit da na spira àuta h. Se anvece che naspira a-i son n spire, ël discors a càmbia nen, bastamach che i considero n'autëssa nh.

A sta mira i podoma consideré che a-i sia un camp elétrich E , e i consideroma 'dcò che a-i sia un filvertical àut h al senter dël quader che a riva al pont O.

L'ampiëssa dla tension che a ven indota dal camp ant ël fil che a passa dal pont O a sarà EhV0 . Ipijoma com arferiment la fase dla tension an sto ipotétich fil e i disoma che la tension ai cavion dël fil a sarà:

thv sin0 E

Da la figura as peul vëdde che, cand l'onda a riva da n'àngol , ël temp për rivè al pont A a l'è pì curtdël temp për rivé al pont O (ant ël cas dla figura) e 'l temp për rivé ant ël pont B a l'è pì longh dël temp për rivéal pont O (sempe ant ël cas dla figura). I tràit MO e NC a son longh istéss, e donca jë sfasament rispét a O an A ean B a son istéss e 'd segn contrari. Vis-a-dì:

thvthv sin;sin 21 EE

Ij doi tràit MO e NC a son longh2

cosl , e donca le sfsament a val cosl . Antlora la f.e.m.

che a ven indota ant ël quàder a arzulta:

tthvvv sinsin21 E

e donca, për le fòrmule 'd prostaféresi:

sincos2 thv E

e se i butoma ël valor ëd ch'i l'oma trovà i otnoma:

cossincos2 lthv E

Adéss i notoma che ël quàder a l'è motobin pì cit dla longhëssa d'onda che i l'oma com arferiment, edonca i l'oma che l e donca l / 1. An coste condission i podoma confonde ël sin con l'àngol e scrive:

coscos2coscos2 tlhlthv EE

ma h l a l'è giusta la surfassa A dël quàder, e a la fin i podoma scrive che:

2sincos2 tv EA

e parèj i butoma 'dcò an evidensa che la tension indota ant ël quàder a l'è an quadradura rispét a la tensionipotética indota ant ël fil àut h e ch'a passa për O.

L'ampiëssa ëd costa tension a l'è dàita da cos2 EAV e a l'è donca fonsion ëd l'àngol fra la

diression dl'onda e 'l pian dël quàder. An figura 37 i arportoma ël "diagrama 'd ricession".


503

Figura 37 - Diagrama 'd ricession dël quàder

Se as varda sto diagrama 'd ricession, as peul vëdde che la diretività a l'è nen vàire, e a l'è nen fàcilorienté 'l quàder për ël màssim dël segnal, che fra l'àutr, a l'è motobin débol, përche a ven da la diferensa ëd doisegnaj che a van da esse istéss fin-a a esse quasi istéss.

Contut sòn, st'antena a ven a taj coma base për ij radiogoniòmetro, dispositiv che a servo a trové dache diression e vers a riva un dàit segnal ràdio. Sempe dal diagrama as peul noté che a l'è pì fàcil e precis serché 'lpont ëd zero dël segnal, che a l'è ant un cò bin strèit dla curva. Cost a dà la diression normal a cola dl'onda, ma aresta sempe 'l probléma ëd trové ël vers ëd proveniensa an sla diression trovà, e sòn a rason dla simetrìa dëldiagrama.

An realità, però, as peul vëdde che ij doi màssim che as treuvo për 0° e për 180° a l'hanl'istéssa autëssa, ma a l'han fase opòsta. Se as adission-a ël segnal dël quàder con ël segnal ëd n'antena che agénera na tension con na fase che a dipenda nen da la diression, com a peul esse na normal antena vertical,antlora as peul arzòlve l'indeterminassion.

An figura 38 i l'oma la seurtìa dël quàder, la seurtìa dl'antena e l'adission dle doe seurtìe, che a ten contdle fase che, an figura, a son ëd segn contràri fra lòbo dë snistra dël quàder e anténa normal, e a son ëd segnconcòrd fra lòbo ëd drita dël quàder e anténa normal.

Figura 38 - Diagrama 'd ricession a cardiòide.

Se coma antena ausiliaria normal as deuvra n'antena che al compòrta com ël fil vertical passant për O, aventa arcordé che l'ossilassion an sël fil a l'è an quadradura rispét a cola derivà dal quàder, e ëd sòn a venta ten-econt fasend l'adission (pr'esempi con në sfasator adat).

Costa a son condission teòriche che a l'è bin difìcil oten-e. Prima ëd tut as nòta che qualonque dis-simetrìa dël quàder, elétrica ò mecànica, a porta a un diagràma ëd ricession che a l'è pì nen un precis "eut" condoi pont ëd zero, ma ij cò a zero as trasformo an doi mìnim pì ò manch aùss, e sòn a arduv la precision ant ladeterminassion dla diression sercà.

N'àutr problema a l'è col che as verìfica se l'ampiëssa dël segnal prodòt da l'antena ausiliaria a l'èdiferenta da la màssima ampiëssa arseivùa dal quàder. A sto cas la cardiòide a ven deformà. Dal moment. però,che si as trata giusta ëd decide fra ij doi vers ëd na diression già individoà, ël problema as peul superé fàcil, përchèla curva, contut che a sia deformà, a presenta sempe un màssim e un mìnim che a përmëtto d'arzòlve l'indecision.

P

OQ

cos2;2 EAEA OPOQV

BC

O

A

B

CD

E

F


504

RadiogoniòmeterI l'oma già vist col ch'a l'è ël prinsìpi dël radiogoniòmeter. As trata d'un arsèivitor con n'antena a

quàder che a peul esse fàita viré an sël sò ass vertical, socià a n'antena vertical sensa diression preferensial. Al'arseivitor a peul esse mandà ël segnal caturà dal quàder da sol opura ël segnal dël quàder adissionà al segnaldl'antena vertical dòp në sfasament ëd 90°.

As sintonisa l'arseivitor an sla stassion da localisé e as vira ël quàder për serché ël mìnim ëd ricession,che an teorìa a sarìa a zero. An costa manera as treuva la diression ëd ricession. As gionta al segnal col dl'anténaausiliària e as serca, an sla diression trovà, ël màssim dël livél an ricession e as treuva parèj ël vers ed proveniensadl'onda.

Se doe diferente stassion a localiso diression e vers ëd n'emitent, an 's na càrta geogràfica as peullocalisé la posission dl'emitent midema. Ansi, an sto cas a bastrìa localisé la diression e serché 'l pontd'intersession.

Al contrari, se ant un pont mòbil a-i è un radiogoniòmeter, lì as peul localisé diression e vers ëd nastassion trasmitenta fissa che a peul fé da radio-faro.

Eror d'un radiogoniòmeterSe ël radiogoniòmeter a l'è montà, pr'esempi an 's na nav, la presensa ëd gròsse masse 'd metal a

pròvoca na bela deformassion dël camp eletromagnètich, e l'indicassion dël radiogoniòmeter a sarìa motobinsbalià. Për fortun-a ste masse metàliche a son an posission an pràtica fissa, e donca as peul, an sede ed colaudtaradura, produve na curva ëd coression che a dà, për ògni posission, l'àngol da gionté ò gavé a l'indicassion.

N'eror che a l'è motobin pì variàbil a l'è dàit dal fàit che nen sempe la polarisassion dl'onda a l'è verticalprecisa. Sòn a ven dal fàit che nen sempe l'onda arsèivùa a l'è mach l'onda direta (i na parloma dòp) ma dle vireas arsèiv ëdcò l'onda arbatùa da la jonosfera, che a riva con ëdcò na component orisontal dël camp elétrich. Sòn afa an manera che ant ij fij orisontaj dël quàder, che prima i l'oma considerà coma neutraj, a nassa na f.e.m. ëddisturb, che a produv n'eror rilevand ël pont ëd mìnim.

Për j'onde médie dovrà për ij radiogoniòmeter, st'efét a càpita pì che d'àutr ëd neuit, e a ven giustaciamà "efét neuit ". La longhëssa d'onda la pì convenienta a arzulta esse antorna ai 1000 m, che a arsent ëd menodë sto fenòmeno.


505

PROPAGASSION DJ'ONDE ANTORNA A LA TÈRA

I consideroma n'antena an trasmission davzin a tèra. J'onde radio emëttue as propago an vàire manerediferente, che as divido an doe categorìe: j'onde spassiaj e j'onde terestre. J'onde terestre, a soa vira, as divido anonde direte, onde arbatue e onde 'd surfassa.

La figura 39 a dà na schematisassion ëd coste propagassion fra n'antena trasmitenta e n'antenaarseiventa.

Figura 39 - Propagassion dj'onde

Si sota i vardoma ij mecanism ëd coste propagassion e cand ognidun ëd costi a ven a taj.

Onde 'd surfassaDal moment che la tera as compòrta coma un condutor, për j'onde ch'as propago an orisontal an sla

surfassa as ëstabiliss na spécie d'onda progressiva con ël mecanism ch'i l'oma arpresentà an figura 40.

Figura 40 - Propagassion dl'onda 'd surfassa

I l'oma butà an evidensa che 'l camp elétrich, se la tèra a fussa un bon condutor, dovrija esse normal ala surfassa. An realità la tèra a l'ha na dàita resistensa, e as produv na cita component dël camp elétrich ant ël versëd propagassion, che a pròvoca na cita corent a spèise dl'energìa 'd l'onda.

L'atenuassion ëd l'onda a sarà donca pì marcà che nen ant lë spàssi, An efét i l'oma vist che, ant lëspassi, ël camp elétrich ant la ditession ëd màssima emission a l'è fonsion inversa dla distansa second la lèj:

iM PGr

E 601 , andova r a l'è la distansa an méter , G ël guadagn, e Pi la potensa emëttùa.

Për l'onda ëd surfassa a venta buté, al pòst ëd 1/r , un coeficent che a dipend da la distansa, da lacondutività del teren, e 'dcò da la longhëssa d'onda dël segnal radio propagà, e che a cala motobin pì ampréssache 1/r. Donca i l'oma:

iM PGE 60

Jonosfera

Tèrra

Onda spassial

Onda direta

Onda arbatùaOnda ‘d surfassa

Trasm. Ricess.

E

E E

H


506

e i arportoma, an figura 41, an manera indicativa për un teren con média condutività e për la surfassa dël mar(che as compòrta da condutor pì bon che la tèra), ël paragon fra 1/r e për un pàira 'd frequense.

Figura 41 - Coeficent

As peul vëdde che l'atenuassion a chërs con la frequensa, e 'dcò la diferensa fra la propagassion an slatèra e an sël mar a l'è pì fòrta për frequense pì àute.

J'onde longhe as propago bastansa bin an costa manera e a peulo rivé antorna a mila chilòmeter, ma giàj'onde médie a rivo antorna ai sent chilòmeter (sempe con na potensa adeguà ma rasonèivol). Na vira ste onde aj'ero dovrà për la radiodifusion local. J'onde curte, anvece, a van nen vaire lontan coma onde 'd surfassa.

Onde direte e arbatùeQualonque onda a qualonque frequensa a peul propaghësse (e as propaga) an costa manera, ma për

j'onde ultra-curte costa l'è l'ùnica manera për propaghësse. An efét, coma i vëddroma, la jonosféra a l'ha gnunefét su coste onde, mentre l'onda ed surfassa a ven sùbit assurbìa al complét. As trata d'onde con longhëssad'onda da meno ëd 10 m an giù.

Ste onde a son arbatùe da surfasse condutriss, e donca a son arbatùe 'dcò dal teren, e nen sempe sòn apeul esse un vantagi. An efét i podoma vardé la figura 42, che a buta an evidensa la possibilità d'interfrensa fraonda direta e onda arbatùa.

Figura 42 - Onda direta e onda arbatùa (interferensa)

L'interferensa, coma sempe, a peul potensié opura atenué 'l segnal, ma nen sempe a l'è controlàbil.L'onda arbatùa a ven atenuà bastansa se a l'è arbatùa dal teren, ma stuture metàliche a peulo anterferì an manerada disturbé bastansa, an particolar se a son an moviment. A giuta a superé ël problema ël fàit che su coste

1000 20000

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

1 / r

= 2000 m ( mar )

= 2000 m ( tèra )

= 600 m ( mar )

= 600 m ( tèra )

coeficent

distansa (km)

trasmission

ricession

onda direta

onda arbatùa


507

frequense, ëd sòlit, as deuvro antene diretive, e as peul orienté l'antena arseiventa ant la posission dla ricession lapì bon-a.

L'arbatiment ëd coste onde, macassìa, a peul giuté a fé rivé 'l segnal ëdcò an pont che a son nen anvista dl'antena trasmitenta, e a venta 'dcò dì che ostàcoj nen vàire consistent (coma le muraje) a peulo essebastansa "trasparent" al segnal, cand cost a l'ha un bon livél.

Comportment dla jonosferaPër parlé dj'onde spassiaj a venta consideré prima 'l comportament dla jonosfera. As trata dël seul

dl'atmosféra andova ij ragg dël sol e la radiassion còsmica a pròvoco la jonisassion dle molécole d'ària (che sì a l'èmotobin rarefàita), che peui, con un dàit temp ëd decadiment, as arcombin-o, e a dan orìgin a na dàitaconcentrassion ëd jon e d'eletron lìber.

Ambelessì a anteréssa nen studié ij mecanism che a pòrto a costa situassion, che a l'è variàbil fra dì eneuit, e 'dcò sogeta a àutre variassion, an manera che as peul descrive na situassion média.

La densità dla jonisassion durant ël dì a comensa a esse da consideré antorna a n'autëssa ëd 60 ÷ 70 kme as produv ant na sòrt ëd tre seuj, un dzora a l'àutr. An pràtica la concentrassion a l'ha tre màssim an fonsiondl'autëssa, dont ël prim antorna a 120 km, lë scond antorma a 220 km e 'l ters antorna ai 300 km.

Durant la neuit la densità ëd jonisassion a cala e 'l seul pì bass, andova la pression a l'è pì àuta e 't tempëd vita djë jon a l'è pì bass, a tira a sparì d'autut.

L'assion dla jonosfera as sent ëd pì an sle frequensa basse, com i vëddroma. I vardroma coma stajonisassion as compòrta con j'onde ràdio coma l'ìndes ëd rifrassion a fa con ij ragg dla lus.

Propagassion ëd j'onde ant la jonosferaN'onda eletromagnética che a ìntra ant la jonosféra, a treuva càrie positive (jon) e eletron negativ. Dàita

la gròssa massa djë jon, costi a peulo esse trascurà (an pràtica a resto ferm), mentre j'eletron a ven-o butà anmoviment dal camp elétrich. J'eleton lìber a pijo donca energìa da l'onda, ma a la restituisso anrajandla torna. Seperò n'eletron acelerà dal camp elétrich a và a bate contra a n'àutra partìcola, st'energìa a ven dissipà an calor, e pìnen restituìa a l'onda.

L'onda a patiss donca n'atenuassion, che a sarà tant pì gròssa quant pì àuta a l'è la probabilità d'urt, edonca quant pì àuta a l'è la pression e donca quant pì bassa a l'è la quòta. Ma st'atenuassion a dipend ëdcò daquanta energìa n'eletron a peul pijé da l'onda, e sòn a dipend da la frequensa dl'onda. Con na frequensa bassa ëlcamp elétrich a resta ant l'istessa diression për un temp pì longh, e l'eletron a peul esse acelerà ëd pì.

L'onde longhe a arsento donca motobin ëd pì dj'efét dla jonosfera che j'onde curte, e da na dàitafrequensa an su (che a l'è antorna ai 30 MHz) l'efét a dventa sempe pì trascuràbil.

Indes ëd rifrassion - ArbatimentLa velocità ëd propagassion ëd n'onda eletromagnética a dipend da la costant dielétrica e da la

permeabilità magnética dël mojen andova l'onda as propaga.Ant la jonosfera, la presensa ëd càrie lìbere a van a modifiché coste costant, e donca 'dcò la velocità 'd

propagassion dj'onde. A-i son donca le condission për ch'as produva 'l fenòmeno dla difrassion, e as peul definìn'ìndes ëd rifrassion dl'ària nen jonisà e dij seuj jonisà dla jonosfera. As treuva che st'ìndes a cala con lajonisassion e a dipend da la concentrassion ëd càrie lìbere e da la frequensa dl'onda.

Se as fa ugual a 1 l'ìndes ëd rifrassion dl'ària nen jonisà, st'ìndes a cala ant la jonosfera an fonsion dlaconcentrassion dla jonisassion. An fonsion dla frequensa peui i l'oma che st'ìndes a tira al valor 1 cand lafrequensa a chërs. Antorna a la frequensa ëd 50 MHz ël valor dl'ìndes a riva, an pràtica, a 1 e a-i è pì nenrifrassion.

An coste condission n'ònda che a riva a la jonosfera con un dàit àngol, a ven piegà sempe 'd pì verstera, man man che la concentrassion djë jon a chërs, fin-a a rivé a n'incidensa lìmit e esse arbatùa vers tèra. Sensaintré ant ij particolar ëd costi fenòmeno, i lo arpresentoma an figura 43. An costa figura i l'oma supòst giusta lapresensa ëd tre seuj con ìndes ëd rifrassion che a calo dal bass vers l'àut. Për le lèj dla rifrassion i armandoma a lasession an sl'Acùstica e l'Òtica part Òtica1 pag. 88 ÷ 95.


508

Figura 43 - Curvadura dàita da la jonosfera a n'onda

Dal moment che n0 > n1 l'àngol i1 a sarà pì gròss che i0 , peui i l'oma che n1 > n2 e donca l'àngol i3 asarà pì gròss che i2 . A sta mira i suponoma che ant ël passagi fra 'l seul n2 e 'l seul n3 , l'àngol i4 a sia superior al'àngol lìmit, e donca a-i sarà arbatiment vers ël bass, con i5 i4 . Ma, tornand andarera, i l'oma che n2 < n1 edonca i6 > i7 , e parèj ëdcò i l'oma che i8 > i9 .

Ël ragg a l'è stàit arbatù vers ël bass. An realità la variassion dl'indes ëd rifrassion a l'è contìnua e pitòstpòch regolar, ma l'efét final a l'è l'stéss.

Se la frequensa a l'è pì bassa d'un valor f0 ciamà "valor crìtich ", antlora ël seul jonisà as compòrtacoma në spécc, e qualonque a sia l'àngol d'incidensa (ëdcò 0°) l'ònda a ven arbatùa al complét. Sto valor a dipenddal seul anteressà, e da la jonisassion, e donca da vàire condission, dont la prima a l'è l'ora dla giornà.

Se la frequensa a l'è pì àuta del valor crìtich, antlora fin-a a un dàit àngol d'incidensa an sël seul, l'onda aven un pòch devià, ma a riva a traversé 'l seul e continué vers l'àut. Se a treuva n'àutr seul, an fonsion dlecondission d'incidensa, jonisassion e via fòrt, a peul esse arbatùa opura torna traversé ël seul, e l'istéss a càpita përël ters seul, se a-i é. Considerand la jonosfera an so compléss, i podoma dì che për na dàita frequensa pì àuta dlafrequensa crìtica a-i è un àngol crìtich d'incidensa, për ògni frequensa f > f0 , e che per àngoj superior l'onda aven arbatùa. An figura 44 i l'oma mostrà la situassion.

Figura 44 - Arbatiment dj'onde spassiaj.

Ant la prima part dla figura i l'oma n'onda con frequensa pì bassa ëd cola crìtica, che a ven sempearbatùa. Ant la sconda part i l'oma con frequensa pì àuta ëd cola crìtica e i l'oma arpresentà l'onda 1 che a riva ala jonosfera con n'incidensa pì bassa ëd l'àngol crìtich e donca, dòp na cita deviassion, a seurt vers lë spassi.L'onda indicà coma numer 2 a riva a la jonosfera con l'àngol d'incidensa crìtich e a ven arbatùa. Cost'onda a rivaa tera ant un pont che a marca cola che a ven dita "distansa skip" da l'antena. Cost a l'è ël pont pì davzin al'antena che a peul arseive l'onda spassial. Da l'antena fin-a a sto pont a riva mach l'onda 'd surfassa. L'ondaindicà coma numer 3 a l'è un-a dj'onde arbatùe che a peulo rivé a distanse gròsse.

Variassion dla jonisassionI l'oma vist che la jonisassion dj'àut seuj dl'atmosfera a dipend pì che tut da l'assion dël sol. A l'è donca

ciàir che a-i sio diferense, pitòst gròsse, fra 'l dì e la neuit, fra l'invern e l'istà, e a-i sio 'dcò diferense anlià a l'ativitàdël sol, che a l'è nen sempe l'istéssa, né durant l'ann né fra n'ann e l'àutr.

n0

n1

n2

n3

i0

i1 i2

i3 i4i5

i6

i7i8

i9

Antena trasmitenta

Tèra

Jonosféra

0ff

Antena trasmitenta

Distansa «skip»Tèra

Jonosféra

1

23

0ff


509

A l'è ciàir che durant ël dì, e d'istà, a-i è l'atività la pì àuta, la jonisassion a riva a quòte pì basse, e laprodussion ëd cobie jon-eletron a l'è pì àuta.

Durant ël dì la jonisassion che as produv a quòte basse a pròvoca, an sl'onda, un pì fòrt assorbimentd'energìa, përchè ël seul d'ària a l'ha na densità pì àuta e la probabilità d'urt për j'eletron a chërs, an manera che achërs ëdcò l'energìa nen restituìa a l'onda ma trasformà an calor. Essend peui pì bass ël seul arbatent la distansadë "skip " as arduv.

Propagassion dj'onde longheL'onda 'd surfassa, se la potensa a l'è bastansa, a viagia fin-a a un milié 'd chilòmetro. I l'oma vist che pì

l'onda a l'é longa e pì a ven arbatùa ampréssa da la jonosfera. Contut che la bassa frequensa a giuta l'atenuassion,a-i é an compens ël cit ëspassi përcorù ant la zòna jonisà, an manera che l'atenuassion a l'è bassa.

L'onda arbatùa vers tera a ven torna arbatùa an ària, dal moment che ël teren (ò la surfassa dël mar), ascompòrta da condutor e a arbat l'onda. An costa manera l'onda a peul viagé, guidà da coste doe surfassearbatente afacià, për vàire mila chilòmetro.

An fonsion dl'autëssa dla jonosfera la propagassion a fa diverse strà, e l' segnal a peul varié, ant un dàitpòst, fra 'l dì e la neuit. A-i peulo esse fenòmeno d'interferensa dàit da onde che a fan përcors diferent e a rivocon diferente fase. An figura 45 i mostroma sti fàit.

Figura 45 - Propagassion dj'onde longhe

Propagassion dj'onde médieL'onda ëd surfassa an sto cas a riva giusta a quàich senten-a 'd chilòmetro. L'onda spassial, dàita la

frequensa pì àuta, durant ël dì a riva gnanca a torné andarera, përchè la rifrassion a l'è manch velòce e 'l përcors al'è bastansa longh, mentre l'assurbiment d'energìa, dàita la quòta bassa, a l'è pitòst fòrt.

Ant la neuit, anvece, l'onda spassial a torna a tèra e, bastasa lontan da la stassion, ël segnal a ven arseivùbin. Quàich problema a-i è anvece ant la part pì periférica dla zòna servìa durant ël dì. Sòn a ven but an evidensaan figura 46, andova a l'è arportà ël camp dl'onda 'd surfassa e 'l camp ëd l'onda spassial, che a peulo esse misurà.

Figura 46 - Propagassion dj'onde médie

La zòna 3 a l'è cola dël servissi durant ël dì. A manca ël camp dl'onda spassial e 'l camp dl'onda 'dsurfassa a sùpera ël livél dij romor. Cand ël sol a và via, la jonisassion a bassa quòta a spariss motobin ampressa, e'l seul jonisà as àussa motobin. L'atenuassion a diminuiss e l'onda spassial a peul rivé a tèra.

Antena trasmitenta

Tèra interferènsa

2

3Camp

Distansa

Camp onda ‘d surfassa

Camp onda ‘spassial

Livél romor

1 4


510

A sta mira però, na part dla zona 3, cola che a l'è indicà an figura coma zòna 2, a arseiv tant l'onda ëdsurfassa coma l'onda spassial, e le doe a l'ha camin diferent e variàbij, e donca 'dcò fase variàbij. As manifestodonca fenòmeno d'evanessensa che a disturbo la ricession.

La ricession ëd neuit a resta bon-a ant la zòna 1, la pì davzin a l'antena, e as arseiv ëdcò bin ant la zòna4 che a l'era fòra dla portà durant ël dì.

Propagassion dj'onde curtePër j'onde curte a venta ten-e cont che la rifrassion a l'è manch fòrta con la frequensa che a chërs, e che

l'onda ëd surfassa a tira a esse assurbìa motobin ampressa. Ël prim fàit a fa an manera che a-i vada na beladistansa prima che l'onda spassial a sia armandà a tèra. As trata dla distansa che prima i l'oma ciamà "distansaskip", e che a peul esse motobin pì àuta dla distansa quatà da l'onda ëd surfassa.

La distansa skip a chërs con la frequensa, e peui a dipend da le condission dla jonosfera, che a soa viraa dipendo da l'ora dla giornà ò dla neuit, da la stagion, da l'atività dël sol, e via fòrt.

L'onda 'd surfassa, che a peul segoe la curvadura dla tèra, as esauriss ampréssa, mentre n'onda che apartèissa orisontal e a segoèissa nen la curvadura dla tèra (coma s'a fussa un ragg ëd lus - e i lassoma sté larelatività - ), dòp 100 km a sarìa a n'autëssa ëd 785 m . A sarìa donca n'onda spassial che a tornerìa an sla tèramotobin distant. Ël pont pì davzin a l'anténa andova a riva l'onda a l'è donca a la distansa skip che a corispond al'àngol crìtich dont i l'oma parlà prima.

A peul esse che a-i sia da manca ëd nen sauté në spassi tròp longh coma distansa skip, e donca a ventafé atension a la frequensa che a ven dovrà. An fonsion dij dàit statìstich, as peul antivëdde la frequensa màssimache as peul dovré për coleghé doi dàit pont ant un dàit dì a na dàit ora.

La propagassion dj'onde curte a càpita coma se a fussa guidà fra jonosfera e tèra, con sucessivarbatiment fra l'un-a e l'àutra, sensa che a-i sia n'atenuassion gròssa, a la mira che a peul capité che ant un pont ariva doe vire l'onda, la prima an manera direta e la sconda dòp avèj fàit ël gir dël mond.

Un problema dj'onde curte, pròpi dàit da costa manera ëd propaghésse, a l'è col dl'evanessensa, che aderiva dal fàit che, ant un pont, j'onde a rivo da diferent përcors e a interfeìsso fra 'd lor.

part óndes - onde radio - antene · radioeletrònica – onde - antene 461 part óndes - onde...

Documents