Принцип дії антени

Антени перетворюють спрямовані хвилі, що поширюються по лініях електропередач, в електромагнітні хвилі, що поширюються у вільному просторі, або здійснюють протилежні перетворення. Спрямовані хвилі — це електромагнітні хвилі, в яких вся або більша частина електромагнітної енергії змушена поширюватися в певному напрямку в межах кінцевого поперечного перерізу.

Ми використовуємо подорож поїздом як аналогію, де пасажири схожі на електромагнітні хвилі, а лінії електропередачі схожі на потяги.

Після того, як пасажири сіли в поїзд, вони можуть пересуватися тільки всередині поїзда. Пасажири рухаються в напрямку руху поїзда, який подібний до спрямованої хвилі, обмеженої кінцевим перерізом і передається в певному напрямку.

Вийшовши зі станції, пасажири можуть вільно пересуватися, що нагадує електромагнітні хвилі, що поширюються у вільному просторі. Двері поїзда тут схожі на антену.

Двері поїзда можна використовувати як для посадки, так і для висадки пасажирів.

Подібним чином антени можна використовувати для перетворення спрямованих хвиль в електромагнітні хвилі вільного простору, а також електромагнітних хвиль вільного простору в спрямовані хвилі, що є принципом взаємності антен.

Як антена перетворює спрямовані хвилі в електромагнітні хвилі у вільному просторі?

У 1894 році вчений Попов в ході експерименту виявив, що відстань, на якій приймач виявляє радіохвилі, значно збільшується в порівнянні зі звичайною. Після деякого дослідження Попов виявив, що дріт потрапив у детектор металевої стружки. Саме цей дріт значно збільшує експериментальну дистанцію. Цей дріт вважається першою в світі антеною.

В експерименті Попова провід випадково зіткнувся з детектором металевої стружки, непомітно змінивши форму лінії передачі.

Дотримуючись експериментального підходу Попова, вчені виявили, що зі збільшенням кута лінії передачі випромінювані електромагнітні хвилі стають сильнішими. Пізніше була запропонована теорія симетричних дипольних антен і розроблено різні антени.