Questo capitolo tratta i parametri dei fasci di radiazione delle antenne, che ci aiutano a comprendere le specifiche del fascio.
Area della trave
Secondo la definizione standard: "Se l'intensità di radiazione P(θ,ϕ) rimane al suo valore massimo su un angolo solido ΩA ed è zero altrove, allora l'area del fascio è l'angolo solido attraverso il quale passa tutta la potenza irradiata dall'antenna."
Il fascio irradiato da un'antenna viene emesso entro un certo angolo solido in cui l'intensità di radiazione è massima. Questo angolo solido del fascio è chiamato area del fascio ed è indicato con ΩA.
All'interno di questo angolo solido ΩA, l'intensità di radiazione P(θ,ϕ) dovrebbe essere costante e massima, e nulla altrove. Pertanto, la potenza totale irradiata è data da:
Potenza irradiata = P(θ,ϕ)⋅ΩA(watt)
L'angolo del fascio si riferisce generalmente all'angolo solido tra i punti di metà potenza del lobo principale.
Espressione matematica
L'espressione matematica per l'area del fascio è:
dove si trova l'angolo solido differenziale:
dΩ=sinθdθdϕ
Qui, Pn(θ,ϕ) rappresenta l'intensità di radiazione normalizzata.
• ΩA rappresenta l'angolo del fascio solido (area del fascio).
• θ è una funzione della posizione angolare.
• ϕ è una funzione della distanza radiale.
Unità
L'unità di area della trave è lasteradiante (sr).
Efficienza del fascio
Secondo la definizione standard: "L'efficienza del fascio è il rapporto tra l'area del fascio principale e l'area totale del fascio irradiato."
L'energia irradiata da un'antenna dipende dalla sua direttività. La direzione in cui l'antenna irradia la maggior potenza ha la massima efficienza, mentre parte dell'energia viene persa nei lobi laterali. Il rapporto tra l'energia massima irradiata nel lobo principale e l'energia totale irradiata, con perdite minime, è detto efficienza del fascio.
Espressione matematica
L'espressione matematica per l'efficienza del fascio è:
Dove
•ηB è l'efficienza del fascio (adimensionale),
• ΩMB è l'angolo solido (area del fascio) del fascio principale,
• ΩA è l'angolo solido del fascio totale irradiato.
Polarizzazione dell'antenna
Le antenne possono essere progettate con diverse polarizzazioni a seconda delle esigenze applicative, come la polarizzazione lineare o circolare. Il tipo di polarizzazione determina le caratteristiche del fascio e lo stato di polarizzazione dell'antenna durante la ricezione o la trasmissione.
Polarizzazione lineare
Quando un'onda elettromagnetica viene trasmessa o ricevuta, la sua direzione di propagazione può variare. Un'antenna a polarizzazione lineare mantiene il vettore del campo elettrico confinato su un piano fisso, concentrando così l'energia in una direzione specifica e sopprimendo le altre direzioni. Pertanto, la polarizzazione lineare contribuisce a migliorare la direttività dell'antenna.
Polarizzazione circolare
In un'onda a polarizzazione circolare, il vettore del campo elettrico ruota nel tempo, con le sue componenti ortogonali di uguale ampiezza e sfasate di 90°, risultando quindi in una direzione non fissa. La polarizzazione circolare attenua efficacemente gli effetti del multipath ed è pertanto ampiamente utilizzata nelle comunicazioni satellitari, come il GPS.
Polarizzazione orizzontale
Le onde polarizzate orizzontalmente sono più soggette a riflessioni dalla superficie terrestre, causando attenuazione del segnale, soprattutto alle frequenze inferiori a 1 GHz. La polarizzazione orizzontale è comunemente utilizzata nella trasmissione dei segnali televisivi per ottenere un migliore rapporto segnale/rumore.
Polarizzazione verticale
Le onde a bassa frequenza polarizzate verticalmente sono vantaggiose per la propagazione tramite onde di terra. Rispetto alla polarizzazione orizzontale, le onde polarizzate verticalmente sono meno influenzate dalle riflessioni superficiali e sono quindi ampiamente utilizzate nelle comunicazioni mobili.
Ogni tipo di polarizzazione presenta vantaggi e limitazioni specifici. I progettisti di sistemi RF possono scegliere liberamente la polarizzazione più appropriata in base ai requisiti specifici del sistema.
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Data di pubblicazione: 24 aprile 2026
