Il termine "radiazione" descrive l'intensità delle onde elettromagnetiche trasmesse o ricevute da un'antenna. In qualsiasi rappresentazione grafica di un'antenna, il diagramma che illustra le sue caratteristiche di radiazione è noto come diagramma di radiazione. Osservando il diagramma di radiazione, è possibile comprendere intuitivamente la funzionalità e la direttività dell'antenna. La potenza irradiata dall'antenna influenza sia la regione di campo vicino che quella di campo lontano.
Graficamente, la radiazione può essere espressa in funzione della posizione angolare e della distanza radiale dell'antenna. Questa funzione matematica descrive le caratteristiche di radiazione dell'antenna, tipicamente rappresentate dal campo elettrico E(θ,ϕ) e dal campo magnetico H(θ,ϕ) in coordinate sferiche.
Schema di radiazione
L'energia irradiata da un'antenna è caratterizzata dal suo diagramma di radiazione. Un diagramma di radiazione è una rappresentazione grafica di come l'energia irradiata si distribuisce nello spazio in funzione della direzione. Analizziamo ora i tipici diagrammi di radiazione energetica.
La figura sopra mostra il diagramma di radiazione di un'antenna a dipolo. L'energia irradiata è rappresentata dal diagramma tracciato lungo direzioni specifiche, con frecce che indicano la direzione di radiazione. I diagrammi di radiazione possono essere classificati come diagrammi di campo o diagrammi di potenza.
•Il profilo del campo è funzione dei campi elettrico e magnetico e viene tipicamente rappresentato su una scala logaritmica.
•Il profilo di potenza è una funzione del quadrato delle intensità del campo elettrico e magnetico e viene tipicamente rappresentato su una scala logaritmica, ovvero in dB.
Schema di radiazione 3D
Un diagramma di radiazione 3D è un grafico tridimensionale tracciato in coordinate sferiche (r,θ,ϕ), con l'origine al centro del sistema di coordinate. Appare come mostrato nella figura seguente.
La figura mostra il diagramma di radiazione tridimensionale di un'antenna omnidirezionale, illustrando chiaramente i tre assi cartesiani (x, y, z).
Schema di radiazione 2D
È possibile ottenere un diagramma di radiazione bidimensionale (2D) suddividendo il diagramma tridimensionale (3D) in un piano orizzontale e un piano verticale. I due diagrammi risultanti sono denominati, rispettivamente, diagramma del piano orizzontale e diagramma del piano verticale.
Come accennato in precedenza, la figura mostra il diagramma di radiazione di un'antenna omnidirezionale sul piano orizzontale (H) e sul piano verticale (V). Il piano H rappresenta il diagramma orizzontale, mentre il piano V rappresenta il diagramma verticale.
Formazione dei lobi
Nella rappresentazione dei diagrammi di radiazione, si incontrano spesso diverse forme che indicano le regioni di radiazione principali e secondarie. Queste regioni aiutano a valutare l'efficienza di radiazione dell'antenna. Per una migliore comprensione, si veda la figura seguente, che illustra il diagramma di radiazione di un'antenna a dipolo.
In un diagramma di radiazione, in genere si distinguono un lobo principale, lobi laterali e un lobo posteriore.
•La parte principale del campo irradiato, che copre un'ampia area, è chiamata lobo principale o lobo principale. È qui che si concentra la massima energia irradiata e la sua direzione indica la direttività dell'antenna.
•Le altre parti del diagramma di radiazione che si distribuiscono lateralmente sono chiamate lobi laterali o lobi minori. Si tratta di regioni in cui l'energia viene sprecata.
•Inoltre, esiste un lobo orientato esattamente in direzione opposta al lobo principale, noto come lobo posteriore, che è anche un tipo di lobo laterale. Anche qui si spreca una quantità significativa di energia.
Esempio
Se un'antenna utilizzata in un sistema radar genera lobi laterali, il tracciamento del bersaglio diventa estremamente difficile. Questo perché tali lobi laterali introducono falsi bersagli. Distinguere i bersagli reali da quelli spuri è molto problematico. Pertanto, per migliorare le prestazioni e risparmiare energia, questi lobi laterali devono essere soppressi o eliminati.
Misura correttiva
L'energia irradiata e sprecata in questo modo deve essere utilizzata. Se questi lobi secondari possono essere eliminati e l'energia reindirizzata in un'unica direzione, ovvero verso il lobo principale, la direttività dell'antenna aumenta, migliorandone così le prestazioni.
Tipi di modelli di radiazione
Le tipologie più comuni di schemi di radiazione includono:
•Schema omnidirezionale (detto anche schema non direzionale): questo schema appare tipicamente a forma di ciambella in una vista 3D, mentre in una vista 2D forma uno schema a forma di otto.
•Schema a fascio di matita: Il fascio presenta una forma nitida e direzionale simile a quella di una matita.
•Schema a ventaglio: il fascio assume una forma a ventaglio.
• Schema di trave sagomata: una trave non uniforme, priva di uno schema regolare, è detta schema di trave sagomata.
Il punto di riferimento per tutti questi tipi di radiazione è la radiazione isotropica. Sebbene la radiazione isotropica non sia fisicamente realizzabile, rimane un importante punto di riferimento.
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Data di pubblicazione: 10 aprile 2026
