Che cos'è un'antenna coassiale?
Un'antenna coassiale viene utilizzata per condurre onde a radiofrequenza (RF) a una frequenza specifica tra dispositivi elettronici, come i sistemi di posizionamento globale (GPS), telefoni cordless, sistemi di reti locali senza fili (WLAN) e sistemi di comunicazione in edifici, tunnel, unità di trasporto pubblico e servizi di emergenza. Lo scopo dell'antenna è proteggere e dirigere un segnale RF specifico in modo che raggiunga la sua destinazione con la massima potenza e la minima distorsione o interferenza da altri segnali. Il primo brevetto per un'antenna coassiale negli Stati Uniti (USA) è stato depositato nel 1937 da Arnold B. Bailey mentre lavorava per i Bell Telephone Laboratories.
Le caratteristiche principali delle antenne coassiali sono la bassa attenuazione o perdita di segnale dovuta all'accoppiamento; sono sia forti che stabili; e sono facili da installare. I requisiti di installazione includono mantenere l'antenna ad almeno 4 pollici (circa 10 cm) dalle pareti, usando morsetti non metallici e non conduttivi per mantenere l'antenna in posizione, evitando le strutture metalliche nelle vicinanze dell'antenna e proteggendo dalla polvere e sporco. Tutto ciò che si deposita sulla guaina dell'antenna coassiale può eventualmente causare distorsione o perdita del segnale.
L'antenna tubolare più comunemente in uso è costituita da un conduttore interno, un dielettrico concentrico, un conduttore esterno, un nastro di barriera in mica e una guaina esterna. I conduttori interni sono realizzati in rame solido o filo di alluminio placcato rame, mentre i conduttori esterni sono generalmente tubi di rame o nastro di rame sovrapposto, fresato e scanalato. Tra i conduttori interno ed esterno, il dielettrico concentrico è un nucleo di schiuma che fornisce protezione contro gli incidenti che potrebbero influenzare la ricezione e la trasmissione del segnale. I segnali RF condotti attraverso il rame causano il riscaldamento del rame, quindi il nastro di barriera in mica protegge l'antenna dal surriscaldamento che può causare distorsione del segnale. La guaina esterna è realizzata in polietilene termoplastico flessibile che funge da ritardante di fiamma.
Poiché la costruzione è molto simile, i cavi coassiali possono anche essere usati come antenne coassiali. Le antenne coassiali, tuttavia, presentano alcune differenze rispetto alle caratteristiche di base del cavo coassiale. L'onda della modalità magnetica elettrica trasversale (TEM) che viene creata e cresce all'interno dell'antenna si irradia verso l'esterno, a differenza dei cavi coassiali standard. Piccoli spazi o aperture nel conduttore di rame esterno dell'antenna possono creare il meccanismo di accoppiamento tra l'interno dell'antenna e l'ambiente esterno all'antenna coassiale.
Le antenne possono essere configurate come modalità accoppiata o radiante. Le dimensioni, la posizione, la forma e la distanza delle aperture del conduttore determinano i meccanismi di accoppiamento dell'antenna coassiale e le caratteristiche di radiazione. La modalità accoppiata significa che le aperture sono distanziate più vicine della frequenza operativa e che l'antenna funziona su una vasta gamma di frequenze. La modalità radiante indica che le aperture sono distanziate all'incirca alla stessa frequenza operativa e si irradiano con la frequenza richiesta.