Che cos'è un'antenna periodica di registro?
Un'antenna periodica di registro è un tipo specializzato di antenna ad alta frequenza. A differenza delle antenne omnidirezionali, un'antenna periodica di registro riceve solo in una direzione e, a differenza delle antenne direzionali standard, le tipiche antenne televisive viste sui tetti, queste antenne possono ricevere una vasta gamma di frequenze. In genere, queste antenne sono costruite con una serie di tubi metallici paralleli che sono grandi nella parte posteriore e diventano progressivamente più piccoli, formando una sorta di triangolo. Queste antenne sono spesso utilizzate per applicazioni specializzate; tuttavia, a volte vengono utilizzati come antenne televisive UHF e VHF.
La maggior parte delle antenne ad alta frequenza hanno una singola coppia di elementi di antenna dipolo, una coppia di tubi metallici che fungono da elementi attivi dell'antenna e un numero di riflettori e registi che rimbalzano segnali sul dipolo. Poiché le frequenze che un'antenna può ricevere sono basate sulle dimensioni fisiche del dipolo, la maggior parte delle antenne ad alta frequenza sono in grado di ricevere segnali solo in un intervallo ristretto. Un'antenna periodica di registro supera questo difetto impiegando una serie di elementi dipolo di dimensioni diverse che variano in dimensioni fisiche e capacità di ricezione, secondo un logaritmo.
Il logaritmo utilizzato nella progettazione di un'antenna periodica di registro inizia con le dimensioni fisiche necessarie per la massima frequenza necessaria per ricevere, che sarà la più piccola serie di elementi dipolo. Viene stabilito un logaritmo che determina la dimensione del secondo set di dipoli in modo che la loro ricezione in frequenza minima si sovrapponga leggermente alla ricezione massima del primo set. Questa procedura viene ripetuta e ogni coppia di elementi dipolo si ingrandisce ad ogni iterazione, fino a quando l'antenna è in grado di ricevere tutte le frequenze desiderate per l'applicazione.
Le coppie di dipoli di dimensioni diverse vengono quindi orientate su un singolo asse in modo che siano parallele tra loro, con il più grande dipolo a bassa frequenza nella parte posteriore dell'antenna e il più piccolo dipolo a frequenza più elevata situato nella parte anteriore. Poiché le fasi dei segnali ricevuti su un dipolo possono interferire con altri dipoli, ciascun dipolo è cablato di 180 gradi fuori fase con il successivo e l'ultimo. In questo modo, i dipoli alla fine raggiungeranno una differenza di 360 gradi e quindi saranno in linea tra loro, elettricamente parlando, aumentando il guadagno complessivo dell'antenna.
Anche le antenne periodiche di registro hanno problemi di impedenza, la quantità di resistenza elettrica tra i due elementi di un singolo dipolo. Per risolvere questo problema, è comune che anche i tubi metallici dei dipoli abbiano un diametro maggiore man mano che si allungano, alterando così l'impedenza del dipolo. Un altro metodo impiegato per abbinare l'impedenza è installare piccoli trasformatori di adattamento di valori diversi su ciascuna coppia di dipoli in modo che l'impedenza sia la stessa su tutti gli elementi attivi dell'antenna.
Il risultato è un'antenna che può vedere i segnali solo in una singola direzione, come un'antenna Yagi, ha una potenza di ricezione paragonabile a un'antenna omnidirezionale ed è in grado di ricevere una gamma di frequenze molto più ampia di entrambe. Sebbene a volte vengano utilizzate come antenne televisive, le antenne periodiche di registro vengono spesso utilizzate dagli operatori radioamatori che desiderano operare su un ampio spettro di frequenze. Questi tipi di antenne sono stati anche al centro dello studio per la trasmissione sperimentale e la ricezione di energia elettrica.