Linea di alimentazione
Linea di alimentazione in una antenna radio è il cavo o altra linea di trasmissione che connette l'antenna con il trasmettitore o con la radio ricevente. In unꞌantenna trasmittente, essa alimenta con la corrente a radiofrequenza (RF) proveniente dal trasmettitore lꞌantenna, ove viene irradiata come radioonde. In unꞌantenna ricevente essa trasferisce la debole tensione RF indotta nell'antenna stessa dalle radioonde, verso l'apparato ricevitore.
Per trasferire efficientemente la corrente a radiofrequenza le linee di alimentazione sono fatte di speciali tipi di cavo detti linea di trasmissione. I tipi più usati di linea di alimentazione sono cavi coassiali, doppini e, alle frequenze di microonde, guide d'onda.
Particolarmente con un'antenna trasmittente, la linea di alimentazione è un componente critico che deve essere adattato per operare correttamente con l'antenna e il trasmettitore. Ogni tipo di linea di trasmissione ha una specifica impedenza caratteristica. Questa deve essere adattata alla impedenza dell'antenna e del trasmettitore, per trasferire efficacemente la potenza all'antenna. Se queste impedenze non sono adattate, ciò può causare una condizione chiamata di onde stazionarie sulla linea di alimentazione, nella quale l'energia a radiofrequenza viene riflessa indietro verso il trasmettitore, sprecando energia ed eventualmente surriscaldare il trasmettitore. Questo adattamento viene compiuto tramite un apparecchio chiamato accordatore d'antenna nel trasmettitore, e talvolta un adattatore all'antenna. Il grado di "disadattamento" tra la linea di alimentazione e lꞌantenna è misurato da uno strumento chiamato SWR meter (standing wave ratio meter), che misura il rapporto di onda stazionaria sulla linea.
Doppino[modifica | modifica wikitesto]
Il doppino è utilizzato per collegare le radio a FM e i ricevitori televisivi con le loro antenne, sebbene esso sia stato ampiamente rimpiazzato nelle ultime applicazioni dal cavo coassiale, e come linea di alimentazione per trasmettitori a bassa potenza come quelli dei radioamatori. Esso consiste in due fili conduttori che corrono paralleli l'uno all'altro con una distanza spaziale costante, immersi in materiale isolante di polietilene in un cavo come un nastro piatto. La distanza tra i due fili è bassa rispetto al segnale RF trasmesso con il filo.
Per di più, la corrente RF in un filo è eguale in ampiezza e opposta in direzione alla corrente RF nell'altro filo (essa è invertita). Allora, se entrambi i fili irradiano energia ugualmente, le energie irradiate si cancelleranno a vicenda e vi sarà praticamente radiazione nulla a qualsiasi distanza dal cavo. Il doppino è anche immune al rumore esterno o da energie RF. Ogni rumore esterno indesiderato o energia RF indotta sul cavo da sorgenti esterne sarà indotto in entrambi i fili al medesimo momento ed eguale in intensità e direzione. Alla fine della linea di trasmissione il filo con il segnale invertito verrà ripristinato con il segnale normale non invertito e addizionato nel filo al segnale originale dalla circuiteria ricevente. Qualunque rumore sarà ora eguale in ampiezza e opposto in direzione e si cancellerà da solo.
Il doppino è considerato una linea bilanciata.
Cavo coassiale[modifica | modifica wikitesto]
Il cavo coassiale è probabilmente il più ampiamente usato tipo di linea di alimentazione, utilizzato per frequenze al di sotto della banda delle microonde (SHF)
Esso consiste in un conduttore centrale e uno "schermo" di metallo intrecciato o solido e conduttore, generalmente in rame o alluminio, che lo circonda. Il conduttore centrale è separato dallo scudo esterno da un dielettrico, in genere schiuma plastica, per tenere la separazione tra i due conduttori precisamente costante. Lo schermo è a sua volta coperto da una guaina isolante in materiale sintetico.
Nei cavi hard coax, usati per applicazioni di trasmissioni ad elevata potenza come le trasmittenti televisive, lo schermo è un tubo metallico rigido o flessibile che contiene un gas compresso lꞌazoto, e il conduttore interno è tenuto centrato da spaziatori in plastica periodicamente distanziati. Si tratta di un tipo di linea sbilanciata, il conduttore esterno è usualmente connesso a terra. Il vantaggio del cavo coassiale è che lo schermo isola il cavo dai campi elettromagnetici esterni, rendendolo immune da interferenze.
Guida d'onda[modifica | modifica wikitesto]
La guida d'onda viene utilizzata in frequenze a microonde (SHF), per le quali altri tipi di alimentazione hanno eccessive perdite di potenza. Una guida d'onda è un conduttore metallico vuoto o tubo. Esso può avere una sezione traversale circolare o quadra. L'interno delle guide d'onda è spesso pressurizzato con gas azoto per impedire la formazione di umidità. Il segnale a radiofrequenza viaggia attraverso la guida come in suono viaggia in un tubo. Le pareti metalliche impediscono l'irradiazione esterna e anche eventuali interferenze di onde provenienti dall'esterno. A causa dei costi e della manutenzione che comportano le guide d'onda, le antenne per microonde spesso hanno lo stadio di uscita del trasmettitore o il RF front end del ricevitore posti all'antenna, il segnale viene inviato al ricevitore o ricevuto dal trasmettitore a una frequenza più bassa usando un cavo coassiale.
Una guida d'onda è considerata una linea sbilanciata.
Confronti[modifica | modifica wikitesto]
Questo è un confronto di caratteristiche delle più comuni linee di alimentazione.
| tipo | impedenza (Ω) | Fattore di velocità (%c) | |
|---|---|---|---|
| doppino | 300 | 82% | |
| ladder line | 450, 600 | 95% | |
| coax | 50, 75 | 66% (solida), 80% (schiuma) |
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