Proseguendo la discussione precedente, sebbene le antenne siano disponibili in un'ampia varietà di forme e dimensioni, è possibile classificarle in modo ampio in base alle somiglianze.
Per lunghezza d'onda: antenne a onde medie, antenne a onde corte, antenne a onde ultracorte, antenne a microonde...
In base alle prestazioni: antenne ad alto guadagno, antenne a medio guadagno...
Per direttività: antenne omnidirezionali, antenne direzionali, antenne settoriali...
Per applicazione: antenne per stazioni base, antenne televisive, antenne radar, antenne radio...
Per struttura: antenne a filo,antenne planari...
Per tipo di sistema: antenne a elemento singolo, array di antenne...
Oggi ci concentreremo sulle antenne delle stazioni base.
Le antenne delle stazioni base sono un componente del sistema di antenne delle stazioni base e una parte importante del sistema di comunicazione mobile. Le antenne delle stazioni base sono generalmente divise in antenne da interno ed esterno. Le antenne da interno includono solitamente antenne omnidirezionali da soffitto e antenne direzionali da parete. Ci concentreremo sulle antenne da esterno, che si dividono anch'esse in omnidirezionali e direzionali. Le antenne direzionali sono ulteriormente suddivise in antenne direzionali a polarizzazione singola e antenne direzionali a doppia polarizzazione. Cos'è la polarizzazione? Non preoccupatevi, ne parleremo più avanti. Parleremo prima di antenne omnidirezionali e direzionali. Come suggerisce il nome, un'antenna omnidirezionale trasmette e riceve segnali in tutte le direzioni, mentre un'antenna direzionale trasmette e riceve segnali in una direzione specifica.
Le antenne omnidirezionali esterne hanno questo aspetto:
Si tratta essenzialmente di una barra, alcune sono spesse, altre sono sottili.
Rispetto alle antenne omnidirezionali, le antenne direzionali sono quelle più utilizzate nelle applicazioni reali.
Nella maggior parte dei casi ha l'aspetto di un pannello piatto, ed è per questo che viene chiamata antenna a pannello.
Un'antenna planare è composta principalmente dalle seguenti parti:
Elemento radiante (dipolo)
Riflettore (piastra di base)
Rete di distribuzione dell'energia elettrica (rete di alimentazione)
Incapsulamento e protezione (radome dell'antenna)
In precedenza, abbiamo visto quegli elementi radianti dalla forma strana, che in realtà sono gli elementi radianti delle antenne delle stazioni base. Avete notato che gli angoli di questi elementi radianti seguono uno schema specifico: hanno una forma a "+" o a "×".
Questo è ciò che prima chiamavamo "polarizzazione".
Quando le onde radio si propagano nello spazio, la direzione del loro campo elettrico cambia secondo uno schema specifico; questo fenomeno è chiamato polarizzazione delle onde radio.
Se la direzione del campo elettrico di un'onda elettromagnetica è perpendicolare al terreno, la chiamiamo un'onda polarizzata verticalmente. Analogamente, se è parallela al terreno, è un'onda polarizzata orizzontalmente. Esistono anche polarizzazioni di ±45°.
Inoltre, la direzione del campo elettrico può anche ruotare a spirale, dando origine a un'onda polarizzata ellitticamente.
La doppia polarizzazione significa che due elementi dell'antenna sono combinati in una singola unità, formando due onde indipendenti.
L'utilizzo di antenne a doppia polarizzazione può ridurre il numero di antenne necessarie per la copertura cellulare, i requisiti di installazione e quindi gli investimenti, garantendo comunque una copertura efficace. In breve, offre numerosi vantaggi.
Continuiamo la nostra discussione sulle antenne omnidirezionali e direzionali.
Perché le antenne direzionali possono controllare la direzione della radiazione del segnale?
Diamo prima un'occhiata a un diagramma:
Questo tipo di diagramma è chiamato diagramma di radiazione dell'antenna.
Poiché lo spazio è tridimensionale, questa vista dall'alto e la vista anteriore-posteriore forniscono un modo più chiaro e intuitivo per osservare la distribuzione dell'intensità della radiazione dell'antenna.
Anche l'immagine sopra è un diagramma di radiazione dell'antenna prodotto da una coppia di dipoli simmetrici a semionda, che ricordano un po' uno pneumatico sgonfio.
A tal proposito, una delle caratteristiche più importanti di un'antenna è il suo raggio di radiazione.
Come possiamo far sì che questa antenna irradiasse più lontano?
La risposta è: colpendolo!
Ora la distanza di radiazione sarà molto maggiore...
Il problema è che le radiazioni sono invisibili e intangibili: non puoi vederle, toccarle e nemmeno fotografarle.
Nella teoria delle antenne, se si vuole "schiaffeggiarla", l'approccio corretto è aumentare il numero di elementi radianti.
Più elementi sono radianti, più piatto diventa il diagramma di radiazione...
Ok, la gomma è stata appiattita a forma di disco, la portata del segnale è estesa e irradia in tutte le direzioni, a 360 gradi; è un'antenna omnidirezionale. Questo tipo di antenna è eccellente per l'uso in aree remote e aperte. Tuttavia, in città, questo tipo di antenna è difficile da usare efficacemente.
Nelle città, dove la popolazione è densamente popolata e gli edifici sono numerosi, di solito è necessario utilizzare antenne direzionali per garantire la copertura del segnale in aree specifiche.
Pertanto, dobbiamo "modificare" l'antenna omnidirezionale.
Per prima cosa, dobbiamo trovare un modo per "comprimerne" un lato:
Come lo comprimiamo? Aggiungiamo un riflettore e lo posizioniamo su un lato. Poi, utilizziamo più trasduttori per "focalizzare" le onde sonore.
Infine, il diagramma di radiazione che abbiamo ottenuto appare così:
Nel diagramma, il lobo con la più alta intensità di radiazione è chiamato lobo principale, mentre i lobi rimanenti sono chiamati lobi laterali o lobi secondari, e c'è anche una piccola coda nella parte posteriore chiamata lobo posteriore.
Ehm, questa forma assomiglia un po' a... una melanzana?
Per quanto riguarda questa "melanzana", come puoi massimizzare la copertura del suo segnale?
Tenerlo fermo per strada non funzionerà di certo: ci sono troppi ostacoli.
Più in alto ci si trova, più lontano si riesce a vedere, quindi dobbiamo assolutamente puntare a un terreno più elevato.
Quando sei ad alta quota, come si punta l'antenna verso il basso? È molto semplice, basta inclinare l'antenna verso il basso, giusto?
Sì, un metodo che chiamiamo "inclinazione meccanica verso il basso" è quello di inclinare direttamente l'antenna durante l'installazione.
Tutte le antenne moderne hanno questa capacità durante l'installazione; a occuparsene è un braccio meccanico.
Tuttavia, l'inclinazione meccanica verso il basso presenta anche un problema:
Quando si utilizza l'inclinazione meccanica verso il basso, le ampiezze delle componenti verticali e orizzontali dell'antenna rimangono invariate, con conseguente grave distorsione del diagramma dell'antenna.
Questo metodo non funzionerebbe di certo, poiché comprometterebbe la copertura del segnale. Pertanto, abbiamo adottato un altro metodo, ovvero il downtilting elettrico, o semplicemente e-downtilting.
In breve, l'inclinazione elettrica verso il basso consiste nel mantenere invariato l'angolo fisico del corpo dell'antenna e nel regolare la fase degli elementi dell'antenna per modificare l'intensità del campo.
Rispetto all'inclinazione meccanica verso il basso, le antenne inclinate elettricamente verso il basso presentano minori cambiamenti nel loro diagramma di radiazione, consentono angoli di inclinazione verso il basso maggiori e sia il lobo principale che quello posteriore sono diretti verso il basso.
Naturalmente, nell'uso pratico, l'inclinazione meccanica e quella elettrica vengono spesso utilizzate in combinazione.
Dopo aver applicato l'inclinazione verso il basso, appare così:
In questa situazione, il raggio di radiazione principale dell'antenna viene utilizzato in modo piuttosto efficace.
Tuttavia, i problemi persistono:
1. C'è un punto nullo nel diagramma di radiazione tra il lobo principale e il lobo laterale inferiore, creando un punto cieco del segnale in quell'area. Questo è comunemente noto come "effetto ombra".
2. Il lobo laterale superiore ha un angolo elevato, che colpisce aree a maggiore distanza e causa facilmente interferenze intercellulari, il che significa che il segnale influenzerà altre cellule.
Dobbiamo quindi sforzarci di colmare il vuoto nella "profondità nulla inferiore" e sopprimere l'intensità del "lobo laterale superiore".
I metodi specifici prevedono la regolazione del livello dei lobi laterali e l'impiego di tecniche come il beamforming. I dettagli tecnici sono piuttosto complessi. Se siete interessati, potete cercare autonomamente informazioni pertinenti.
Per saperne di più sulle antenne, visita:
Data di pubblicazione: 04-12-2025
