Vytvoření antény

Už v počátcích pokusů s proměnnými proudy bylo pozorováno několik jevů které se daly vysvětlit pouze bezdrátovým přenosem energie. Tento jev byl zkoumán a nejdříve vznikla prostá drátová neladěná anténa (vodič volně natažený do prostoru). Později se podařilo zlepšit dosah zavedením uzemnění. Po vytvoření teorie elektromagnetického záření už byly vhodná provedení antén vyhledávána cíleně. Jedním z prvních řešení byla vertikální anténa (čtvrtvlnný zářič nad vodivou rovinou).

Vertikální anténa

vertikální anténa
  1. Střídavý proud je veden do kondenzátoru. Energie pole se vyskytuje pouze mezi polepy. Obvod je uzavřen zemí.
  2. Po oddálení elektrod kondenzátoru začíná energie pole vystupovat do okolního prostoru.
  3. Pokud nyní oddálíme kondenzátor od země ještě více rozšíří se pole do prostoru. Navíc magnetická složka vytvářená proudem tekoucím svislým vodičem se může volně šířit do prostoru.

Dipól

Protože bylo známo, že se energie pole přenáší i bez uzemnění, byla jako další řešení vytvořena anténa ze dvou ramen, v kterých proud tekl soufázově, a uzavíral se prostorem v okolí ramen (půlvlnný dipól).

dipól
  1. Střídavý proud z generátoru teče vodiči a uzavírá se přes kondenzátor. Energie pole se vyskytuje pouze mezi polepy kondenzátoru. Magnetická složka nemůže vzniknout, neboť proudy tekoucí vodiči se navzájem vyruší.
  2. Úpravou kondenzátoru vzdálením a pootočením desek dosáhneme toho že se energie pole (elektrické složky) vysune do prostoru. Magnetická složka je potlačena, proudy vodiči se navzájem vyruší.
  3. Změnou vodičů dosáhneme významné změny toku proudu. Na obou ramenech dipólu teče proud stejným směrem, už se navzájem neruší a magnetické pole může být vytvořeno. Proud se uzavírá okolním prostředím (vzájemnou kapacitou a indukčností ramen). Energie pole se může šířit do prostoru.

Anténa jako rezonanční obvod

Každý vodič má vlastní indukčnost (okolo vodiče se vytváří magnetické pole) a kapacitu (buď vůči druhému vodiči nebo proti zemi). Hodnoty kapacity a indukčnosti záleží na délce a průměru vodiče (čím je vodič delší, tím je jeho vlastní indukčnost a kapacita větší). Proto si můžeme představit anténní vodič jako paralelní spojení kapacity a indukčnosti, což je vlastně rezonanční obvod. Laděná anténa má na určitém kmitočtu vlastní rezonanci.

rezonanční obvod

Kromě laděných antén existují i antény neladěné, to jsou takové jejichž vlastní rezonanční kmitočet je příliš vzdálený od přijímaného (nebo vysílaného kmitočtu). Jsou známy dva případy. Buď má anténa mnohem menší rozměr než je vlnová délka přijímaného záření - pak se používá jako neladěná přijímací, nebo má anténa mnohel větší rozměr než je pracovní vlnová délka, pak vznikne anténa s postupnou vlnou.

Zkrácení antény

Z předchozí úvahy vyplývá, že pokud anténa nedosáhne potřebných geometrických rozměrů (tak, aby měla na příslušném kmitočtu vlastní rezonanci), můžeme krátky vodič elektricky prodloužit. Dosáhneme toho buď zařazením indukčnosti do série s anténou (v místě kde má anténní proud největší hodnotu),

anténní tlumivka

nebo připojením kapacity paralelně k vodiči (v místě, kde je anténní napětí největší). Takto zkonstruované kapacitě se často říká kapacitní klobouk, zvláště u vertikálních antén.

anténní kondenzátor

V obou případech je geometrický rozměr antény menší, než by odpovídal pracovnímu kmitočtu. Bohužel, zisk takto upravené antény se sníží, protože část energie se zpotřebuje na krytí ztrát připojené tlumivky nebo kondenzátoru.


SOUEaEaU Vejprnická 56 Plzeň (c) 2002