בשנת 1873, המתמטיקאי הבריטי מקסוול סיכם את משוואת השדה האלקטרומגנטי - משוואת מקסוול.המשוואה מראה כי: מטען חשמלי יכול לייצר שדה חשמלי, זרם יכול לייצר שדה מגנטי, והשדה החשמלי המשתנה יכול לייצר גם שדה מגנטי, והשדה המגנטי המשתנה יכול לייצר שדה חשמלי, המנבא את קיומו של גל אלקטרומגנטי.
14 שנים מאוחר יותר, ב-1887, תכנן הפיזיקאי הגרמני היינריך הרץ את האנטנה הראשונה לבדיקת קיומם של גלים אלקטרומגנטיים.תקשורת אלחוטית החלה בשנת 1901 כאשר הפיזיקאי האיטלקי Gulimo Marconi השתמש באנטנה גדולה כדי לתקשר מעל אוקיינוסים.
הפונקציה הבסיסית של האנטנה: היא משמשת להמרת אנרגיית זרם בתדר גבוה (או גל מונחה) לגלי רדיו ולשדר אותה לחלל לפי חלוקה קבועה מראש.כאשר הוא משמש לקליטה, הוא ממיר אנרגיית גלי רדיו מהחלל לאנרגיית זרם בתדר גבוה (או גל מונחה).
לכן, האנטנה יכולה להיחשב כמכשיר המרת גלים וקרינה מונחה, היא מכשיר המרת אנרגיה.
רווח אנטנה
מאפיין חשוב של אנטנה, ללא תלות בשאלה אם היא משמשת לשידור או קבלה, הוא רווח אנטנה.
חלק ממקורות האנטנה מקרינים אנרגיה שווה לכל הכיוונים, וסוג זה של קרינה נקרא קרינה איזוטרפית.זה כמו שהשמש מקרינה אנרגיה לכל הכיוונים.במרחק קבוע, אנרגיית השמש הנמדדת בכל זווית תהיה בערך זהה.לכן, השמש נחשבת לרדיאטור איזוטרופי.
לכל שאר האנטנות יש רווח הפוך לרדיאטור איזוטרופי.חלק מהאנטנות הן כיווניות, כלומר, יותר אנרגיה משודרת בכיוונים מסוימים מאשר בכיוונים אחרים.היחס בין האנרגיה המתפשטת בכיוונים אלו לבין האנרגיה שהאנטנה אינה מפיצה בכיוון נקרא הרווח.כאשר אנטנת שידור עם רווח מסוים משמשת כאנטנת קליטה, יהיה לה גם אותו רווח קליטה.
תבנית אנטנה
רוב האנטנות פולטות יותר קרינה בכיוון אחד מאשר בכיוון השני, וקרינה כזו נקראת קרינה אנזוטרופית.
הכיווניות של האנטנה מתייחסת ליחס בין הערך היחסי של שדה קרינת האנטנה לכיוון המרחבי בתנאי של אותו מרחק באזור הרחוק.ניתן לבטא את עוצמת השדה הרחוק של האנטנה כ
היכן, היא פונקציית הכיוון, בלתי תלויה במרחק ובזרם האנטנה;האם זווית אזימוט וזווית גובה בהתאמה;הוא מספר הגל והוא אורך הגל.
הפונקציה הכיוונית מיוצגת בצורה גרפית כגרף הכיווני של האנטנה.על מנת להקל על ציור המישור, הציור הכללי של שני כיווני המישור הראשי האורתוגונלי.
תבנית אנטנה היא ייצוג גרפי של ההתפלגות המרחבית של אנרגיית האנטנה המוקרנת.בהתאם ליישום, אנטנות צריכות לקבל אותות רק בכיוון אחד ולא באחרים (למשל אנטנות טלוויזיה, אנטנות מכ"ם), מצד שני, אנטנות לרכב צריכות להיות מסוגלות לקלוט אותות מכל כיווני המשדר האפשריים.
הכיוון הרצוי מושג באמצעות המבנה המכאני והחשמלי הממוקד של האנטנה.כיווניות מציינת את אפקט הקבלה או השידור של אנטנה בכיוון מסוים.
ניתן להשתמש בשני סוגים שונים של גרפיקה כדי לשרטט כיווני אנטנה - קואורדינטות קרטזיות וקוטביות.בגרף קוטבי, הנקודה מוקרנת על מישור הקואורדינטות לאורך ציר הסיבוב (רדיוס), ונמדד הגרף הקוטבי של הקרינה.כפי שמוצג בתמונה למטה.
אם הערך המרבי של גרף הכיוון המרחבי שווה ל-1, גרף הכיוון נקרא גרף הכיוון המנורמל, ופונקציית הכיוון המתאימה נקראת פונקציית הכיוון המנורמל.Emax היא עוצמת השדה החשמלי בכיוון הקרינה המקסימלית, ואילו היא עוצמת השדה החשמלי בכיוון של אותו מרחק.
דיאגרמת הכיוון של הקשר בין צפיפות ההספק לכיוון הקרינה נקראת דיאגרמת כיוון הכוח.
זמן פרסום: 14-2-2023
