Dlaczego antena jest dipolem?

Pytanie

Pyta Paweł

Dlaczego antena jest dipolem?

Odpowiedź

Odpowiada Jan Gaj

Rozważmy najprostsze zagadnienie anteny (nadawczej) w postaci prostego kawałka przewodnika. Źródłem fali elektromagnetycznej jest prąd płynący w antenie. Najskuteczniej możemy go pobudzić, jeżeli dostroimy się do rezonansu, to znaczy dobierzemy długość anteny tak, żeby wytworzyła się w niej fala stojąca. Ponieważ na końcu anteny muszą być węzły tej fali (prąd przez koniec nie płynie), więc długość anteny powinna być wielokrotnością połowy długości fali. Jeżeli antena ma długość równą jednej połowie długości fali, faza natężenia prądu we wszystkich jej punktach jest taka sama. Taka antena widziana z daleka jest równoważna promieniującemu dipolowi elektrycznemu, czyli w uproszczeniu dwóm przeciwnym ładunkom elektrycznym przelewającym się tam i z powrotem między dwoma bliskimi siebie punktami. Na tym polega jej dipolowy charakter.

Jeżeli zrobimy antenę dłuższą, fala stojąca będzie zawierała odcinki promieniujące w przeciwfazie, co spowoduje częściowe (dla nieparzystej) lub całkowite (dla parzystej wielokrotności połówki fali) wygaszenie promieniowania w dużej odległości od anteny. Dlatego antena o długości połowy długości fali jest rozwiązaniem optymalnym.

Oczywiście anteny mogą mieć różne kształty, a wtedy ich projektowanie jest zadaniem znacznie bardziej skomplikowanym. Szczegółowe informacje na temat różnych rodzajów anten można znaleźć w Wikipedii.