Il concetto diantenne a schieraLe antenne a schiera risalgono agli anni '30 e originariamente erano composte da diversi elementi d'antenna per migliorare le prestazioni dei sistemi di comunicazione e radar. Con il progresso tecnologico, le antenne a schiera si sono gradualmente evolute in sistemi complessi composti da un gran numero di elementi d'antenna, in grado di realizzare elaborazioni del segnale e di formare fasci complessi. Negli anni '50, le antenne a schiera iniziarono ad essere ampiamente utilizzate in ambito militare e aeronautico. Successivamente, con lo sviluppo delle microonde e della tecnologia delle comunicazioni, le antenne a schiera trovarono impiego in settori quali le comunicazioni satellitari, il radar, le comunicazioni mobili e le reti wireless.
Principio di funzionamento
Un'antenna a schiera è un sistema di antenne costituito da più elementi disposti secondo una geometria e una spaziatura specifiche. Il principio di funzionamento delle antenne a schiera si basa sui concetti di formazione del fascio e di puntamento del fascio.
Quando un'onda incidente raggiunge l'array di antenne, ogni elemento dell'antenna riceve la stessa onda incidente con un diverso ritardo di fase. Il ritardo di fase tra questi elementi dell'antenna viene ottenuto regolando le linee di ritardo o gli sfasatori presenti nel circuito. Regolando il ritardo di fase di ciascun elemento dell'antenna, è possibile controllare la sintesi e l'interferenza delle onde incidenti nell'array.
Grazie a un controllo preciso del ritardo di fase, le antenne a schiera possono realizzare la formazione del fascio. Un fascio si riferisce alla direzione principale dell'energia irradiata da un'antenna, analogamente a un fascio di luce concentrato o a un fascio sonoro puntato in una direzione specifica. Regolando il ritardo di fase di ciascun elemento dell'antenna, le onde in arrivo possono essere sovrapposte e amplificate in determinate direzioni e annullate e attenuate in altre. In questo modo, l'antenna a schiera può formare un fascio stretto e direzionale, aumentando così il guadagno e la direttività del sistema di antenne.
La direttività di un'antenna a schiera può essere regolata modificando il ritardo di fase. Controllando il ritardo di fase, è possibile modificare l'angolo di puntamento del fascio per orientarlo verso il bersaglio o l'area di interesse. Ciò rende le antenne a schiera importanti applicazioni nei sistemi radar, nei sistemi di comunicazione e nelle reti wireless, consentendo loro di svolgere funzioni quali il tracciamento del bersaglio, la direzionalità del segnale e la cancellazione delle interferenze.
Oltre al beamforming e alla direttività, le antenne a schiera offrono anche altri vantaggi, come il multiplexing spaziale, le capacità anti-interferenza e la flessibilità. Sfruttando l'interazione tra gli elementi dell'antenna nella schiera, è possibile ricevere e trasmettere simultaneamente più segnali, aumentando così la capacità e l'efficienza del sistema.
In sintesi, le antenne a schiera raggiungono la formazione del fascio e la direttività regolando il ritardo di fase di ciascun elemento dell'antenna per ottenere una radiazione e una ricezione potenziate in direzioni specifiche. Trovano ampia applicazione nelle comunicazioni, nei radar e nelle reti wireless, offrendo vantaggi quali elevato guadagno, direttività e flessibilità.

