Funzione di un'antenna: radiazione e ricezione di onde elettromagnetiche

Un'antenna è un trasduttore che converte tra onde elettromagnetiche guidate (su una linea di trasmissione) e onde elettromagnetiche nello spazio libero (radiazione). Esegue due funzioni reciproche:

1. Trasmissione (Radiazione)

• Corrente variabile nel tempo dal trasmettitore → conduttori antenna.
• Cariche in accelerazione creano campi elettromagnetici che si staccano e si propagano alla velocità della luce.
• La geometria dell'antenna determina diagramma di radiazione (direttività), polarizzazione (orientamento campo E) ed efficienza (radiazione vs calore).

2. Ricezione

• Onda EM incidente → induce tensione/corrente nei conduttori dell'antenna (teorema di reciprocità).
• Segnale consegnato al ricevitore tramite linea di trasmissione.
• Apertura effettiva (A_e) cattura potenza: P_r = S × A_e (S = densità potenza).

Parametri di prestazione chiave

• Frequenza / Banda: Risonante alla frequenza di progetto; la banda % varia per tipo (stretta: dipolo, larga: log-periodico, spirale).
• Guadagno (dBi/dBd): Direttività × Efficienza. Concentra potenza nella/e direzione/i desiderata/e.
• Direttività / Diagramma: Onnidirezionale (dipolo, monopolo), Direzionale (Yagi, piatto, patch, array), Sectorale.
• Polarizzazione: Lineare (V/H), Circolare (RHCP/LHCP), Ellittica. Disadattamento → perdita 3 dB (lineare) a ∞ (cross-pol).
• Impedenza / VSWR: Adattamento alla linea di alimentazione (50 Ω, 75 Ω, 300 Ω). Disadattamento → riflessioni, perdita, potenziale danneggiamento PA.
• Efficienza: Resistenza radiante / (Resistenza radiante + Resistenza perdita). Perdite: conduttore, dielettrica, terra.

Tipi comuni e applicazioni

Le antenne sono l'interfaccia tra circuiti e spazio — ogni sistema wireless vive o muore in base alla sua antenna.