Andamento in corrente su di un dipolo
ad onda intera
I disegni animati proposti sono desunti dal sito: http://fisicaondemusica.unimore.it/
Quello che vedete, nella figura sottostante, ben rappresenta quanto accade su di un'antenna a dipolo ad onda intera, percorso da un estremo all'altro dall'onda RF.
Dopo un intero periodo l'onda (quella di color rosso) ha percorso tutta la lunghezza dell'antenna, viene riflessa all'estremo invertita di fase (quella di color verde) e interferisce con l'altro periodo in arrivo, creando un'onda stazionaria (quella in color nero). La sovrapposizione dell'onda in arrivo e di quella riflessa avviene come somma algebrica delle ampiezze, che essendo in opposizione di fase, creano dei massimi e dei minimi stazionari oscillanti.
Osservando l'onda stazionaria possiamo notare che:
agli estremi ed al centro del dipolo ad onda intera la corrente presenta dei nodi quindi è nulla;
al centro di ogni semidipolo la corrente presenta delle creste che variano da un massimo positivo ad un minimo negativo.
Poichè la tensione è sfasta di 90° e presenta un andamento analogo, l'impedenza resta costante in ogni punto.
Quello che vedete, nella figura sottostante, ben rappresenta quanto accade su di un'antenna a dipolo ad onda intera, percorso da un estremo all'altro dall'onda RF.
Dopo un intero periodo l'onda (quella di color rosso) ha percorso tutta la lunghezza dell'antenna, viene riflessa all'estremo invertita di fase (quella di color verde) e interferisce con l'altro periodo in arrivo, creando un'onda stazionaria (quella in color nero). La sovrapposizione dell'onda in arrivo e di quella riflessa avviene come somma algebrica delle ampiezze, che essendo in opposizione di fase, creano dei massimi e dei minimi stazionari oscillanti.
Osservando l'onda stazionaria possiamo notare che:
agli estremi ed al centro del dipolo ad onda intera la corrente presenta dei nodi quindi è nulla;
al centro di ogni semidipolo la corrente presenta delle creste che variano da un massimo positivo ad un minimo negativo.
Poichè la tensione è sfasta di 90° e presenta un andamento analogo, l'impedenza resta costante in ogni punto.
La combinazione lineare di due oscillazioni semplici in una corda genera un'oscillazione più complessa.
Su di una corda viene data una serie di impulsi regolari; i fronti d'onda dell'oscillazione percorrono la corda, si riflettono (sfasati di 180°) sul vincolo rigido all'estemo opposto, quindi incontrandosi in continuazione si sovrappongono e creano l'interferenza visibile in figura:
Il principio di sovrapposizione illustra il fatto che, in ogni punto dello spazio in cui due onde incidono simultaneamente, l'oscillazione complessiva è data dalla somma algebrica delle oscillazioni delle due onde incidenti prese separatamente.
Una delle proprietà delle onde è la linearità, ovverosia quella di "attraversarsi" reciprocamente, sovrapponendosi ed interferendo, ma proseguendo poi imperturbate:
Esempio di irradiazione dell'antenna isotropica adimensionale, paragonabile ad una sorgente puntiforme, che irradia sfericamente in tutto lo spazio circostante:
Se disponiamo lungo una retta, a distanza trascurabile, una schiera di antenne puntiformi (una matrice lineare) il comportamento complessivo di sovrapposizione determina un'interferenza sempre costruttiva (di rafforzamento) lungo l'asse di simmetria della schiera, ma distruttiva (di attenuazione) lungo l'allineamento stesso della schiera.
Il risultato è che l'intensità dell'onda, quindi, non è più distribuita in tutto lo spazio, ma viene irraggiata lungo una direzione ben definita.
L'antenna è diventata direzionale, con massima irradiazione nel senso dell'asse e cono d'ombra lungo lo sviluppo della retta contenente la schiera delle antenne elementari puntiformi.
Ogni antenna elementare si comporta come una sorgente di oscillazione in isoonda.
In questa maniera si comporta, ad esempio, un dipolo a mezz'onda: