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Dubbio sull'altezza efficace di un'antenna ricevente

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[1] Dubbio sull'altezza efficace di un'antenna ricevente

Messaggioda Foto Utenteliside » 12 apr 2020, 14:52

Salve a tutti e buona Pasqua.

Vorrei dirimere un piccolo dubbio che mi è venuto riguardo all'altezza efficace dell'antenna in ricezione (posto in questa sezione perché mi sembra un dubbio prettamente teorico).
Sia le dispense del professore che il libro di testo (Giorgio Franceschetti, Campi Elettromagnetici) affermano che la tensione a vuoto V_a ai capi di un'antenna su cui incide un campo elettrico \bf{E_{inc}} è data da V_a = \bf{h} \cdot \bf{E_{inc}}, dove \bf{h} è un vettore detto appunto altezza efficace. La relazione tra tensione e campo incidente è lineare perché assumiamo di trovarci in presenza solo di mezzi lineari.

Però c'è una cosa che non mi torna: perché nell'espressione compare solo il campo incidente e non il campo diffratto, cioè quello generato dall'antenna ricevente stessa? Per esempio, se l'antenna è fatta di un materiale perfettamente conduttore, sulla superficie della stessa dovrebbe apparire una distribuzione superficiale di carica che annulli il campo elettrico all'interno dell'antenna. A questo punto, detti a e b i terminali dell'antenna e \bf{E_{diff}} il campo diffratto, direi che la tensione dovrebbe esprimersi così: V_a = -\int_a^b (\bf{E_{inc} + E_{diff}}) \cdot \bf{dl} = \bf{h \cdot (E_{inc} + E_{diff})}.

Non ho capito se il contributo del campo diffratto si trascura (in effetti immagino che complicherebbe molto il problema) oppure proprio non deve esserci. Nel primo caso, perché sarebbe trascurabile? Qual è l'ordine di grandezza?
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[2] Re: Dubbio sull'altezza efficace di un'antenna ricevente

Messaggioda Foto UtenteMarcoD » 12 apr 2020, 16:14

In questo pomeriggio di Pasqua, segregato in casa, passo il tempo in EY a cercare di risolvere i vari quesiti. :-)
Il tuo problema è intrigante, non riesco a risolverlo, ho letto vari manuali, ma sono abbastanza evasivi. Rimango in attesa delle risposte degli specialisti in antenne.

Provo a rispondere con varie considerazioni un poco deboli:

perché nell'espressione compare solo il campo incidente e non il campo diffratto, cioè quello generato dall'antenna ricevente stessa?
Il campo incidente è quello che si avrebbe se l'antenna non fosse presente. Non ci si interessa delle perturbazioni create dall'antenna stessa.

Se si parla di altezza efficace, ci riferiamo ad una antenna corta rispetto alla lunghezza d'onda,
di cui interessa la tensione a vuoto in uscita (a vuoto), ossia non si preleva corrente dall'antenna.
il " il campo diffratto, cioè quello generato dall'antenna ricevente stessa " non viene prodotto solo se l'antenna è percorsa da corrente ?
In realtà da una antenna si preleva sempre della "potenza".

Il campo "diffratto" per me è nuovo, credevo fosse quello trasmesso per diffrazione attorno a uno spigolo di un edificio o la cima di una montagna...

" se l'antenna è fatta di un materiale perfettamente conduttore, sulla superficie della stessa dovrebbe apparire una distribuzione superficiale di carica che annulli il campo elettrico all'interno dell'antenna." se l'antenna è sottile, il campo all'interno dell'antenna è trascurabile?

O_/ O_/ buona Pasqua
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[3] Re: Dubbio sull'altezza efficace di un'antenna ricevente

Messaggioda Foto Utentecoppo76 » 13 apr 2020, 0:51

Penso che "l'altezza efficace" non si possa generalizzare in maniera eguale per tutte le antenne. per le antenne direttive ad apertura, sarà l'area efficace. Mentre per le antenne lineari , dipolo e collineari è più indicato conoscere l'altezza efficace, per ottimizzare le caratteristiche dell'antenna. In pratica sarebbe la caratteristica dell'andameto angolare del campo irradiato o ricevuto.
Ma altezza efficace, no è un qualcosa di scalare, che varia a diverse metrature da terra!... Piuttosto il punto ideale di altezza di antenna è quello dove si riceve il campo elettrico con una incidenza di 90° rispetto al piano di antenna e comunque la tensione hai capi di questa sarà proporzionale all'incidenza del campo elettrico ricevuto. Quindi è un qualcosa legato alla polarità e all'incidenze.
Poi esiste per le antenne corte, anche la lunghezza efficace.



Buona pascqua
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[4] Re: Dubbio sull'altezza efficace di un'antenna ricevente

Messaggioda Foto UtenteAZZZ » 13 apr 2020, 1:26

Ciao Coppo

Buona pascqua anche a te
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[5] Re: Dubbio sull'altezza efficace di un'antenna ricevente

Messaggioda Foto Utentecoppo76 » 13 apr 2020, 1:32

Data l'ora un piccolo errore passamelo... :D
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[6] Re: Dubbio sull'altezza efficace di un'antenna ricevente

Messaggioda Foto Utentecoppo76 » 13 apr 2020, 1:46

liside ha scritto:
Però c'è una cosa che non mi torna: perché nell'espressione compare solo il campo incidente e non il campo diffratto, cioè quello generato dall'antenna ricevente stessa? Per esempio, se l'antenna è fatta di un materiale perfettamente conduttore, sulla superficie della stessa dovrebbe apparire una distribuzione superficiale di carica che annulli il campo elettrico all'interno dell'antenna. A questo punto, detti a e b i terminali dell'antenna e \bf{E_{diff}} il campo diffratto, direi che la tensione dovrebbe esprimersi così: V_a = -\int_a^b (\bf{E_{inc} + E_{diff}}) \cdot \bf{dl} = \bf{h \cdot (E_{inc} + E_{diff})}.

Non ho capito se il contributo del campo diffratto si trascura (in effetti immagino che complicherebbe molto il problema) oppure proprio non deve esserci. Nel primo caso, perché sarebbe trascurabile? Qual è l'ordine di grandezza?


Penso che questo sia un fenomeno legato all' efficienza di antenna complessiva e non all'altezza di antenna efficace.
Una antenna può avere proprietà di temperatura o direttività migliori, ma una efficienza peggiore rispetto ad un'altra, che è stata realizzata con materiali diversi.
Probabilmente la turbativa della diffrazione intrinseca tra gli elementi, può essere causa di un peggioramento in prestazioni.

Nella pratica tempo indietro avevo provato a misurare il campo elettromagnetico che investiva due antenne in cros-polarità rispetto ad una condizione di co-polarità (situazione di tensione a vuoto maggiore di 0). Mi ero accorto che il dipolo subiva una attenuazione di 15 dB, mentre una Yagi 18dB. Se però un'antenna ha comportamenti anomali di re-irradiazione, questi non dovrebbero variare al cambiamento della altezza efficace di antenna.
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