Zasada anteny

Anteny przekształcają fale kierowane rozchodzące się w liniach przesyłowych na fale elektromagnetyczne rozchodzące się w wolnej przestrzeni lub dokonują przekształceń przeciwnych. Fale kierowane to fale elektromagnetyczne, w których cała lub większość energii elektromagnetycznej jest zmuszona rozchodzić się w określonym kierunku w skończonym przekroju.

Używamy podróży pociągiem jako analogii, gdzie pasażerowie są jak fale elektromagnetyczne, a linie przesyłowe są jak pociągi.

Po wejściu do pociągu pasażerowie mogą poruszać się jedynie wewnątrz pociągu. Pasażerowie poruszają się w kierunku pociągu, co przypomina falę prowadzoną, ograniczoną w skończonym przekroju i przekazywaną w określonym kierunku.

Po wyjściu ze stacji pasażerowie mogą się swobodnie poruszać, co przypomina fale elektromagnetyczne rozchodzące się w wolnej przestrzeni. Drzwi pociągu przypominają antenę.

Drzwi pociągu można wykorzystać zarówno do wsiadania, jak i wysiadania pasażerów.

Podobnie anten można używać do przekształcania fal kierowanych w fale elektromagnetyczne w wolnej przestrzeni, a także fal elektromagnetycznych w wolnej przestrzeni w fale kierowane, co jest zasadą wzajemności anten.

W jaki sposób antena przekształca fale kierowane w fale elektromagnetyczne w wolnej przestrzeni?

W 1894 roku naukowiec Popow odkrył w eksperymencie, że odległość, z której odbiornik wykrywa fale radiowe, znacznie wzrosła w porównaniu do zwykłej. Po chwili eksploracji Popow odkrył, że drut uderzył w wykrywacz wiórów metalowych. To właśnie ten drut znacznie zwiększa odległość eksperymentalną. Ten przewód jest uważany za pierwszą antenę na świecie.

W eksperymencie Popowa drut przypadkowo natknął się na wykrywacz wiórów metalowych, niewidocznie zmieniając kształt linii przesyłowej.

Kierując się eksperymentalnym podejściem Popowa, naukowcy odkryli, że wraz ze wzrostem kąta linii transmisyjnej wypromieniowane fale elektromagnetyczne stają się silniejsze. Później zaproponowano teorię symetrycznych anten dipolowych i opracowano różne anteny.