Principe van antenne

Antennes transformeren geleide golven die zich voortplanten op transmissielijnen in elektromagnetische golven die zich voortplanten in de vrije ruimte, of voeren tegengestelde transformaties uit. Geleide golven zijn elektromagnetische golven waarin alle of het grootste deel van de elektromagnetische energie wordt gedwongen zich in een bepaalde richting voort te planten binnen een eindige dwarsdoorsnede.

We gebruiken treinreizen als analogie, waarbij passagiers als elektromagnetische golven zijn en transmissielijnen als treinen.

Nadat passagiers in de trein zijn gestapt, kunnen ze zich alleen nog in de trein verplaatsen. De passagiers bewegen zich in de richting van de trein, die lijkt op een geleide golf, opgesloten in een eindige dwarsdoorsnede en in een bepaalde richting uitgezonden.

Na het verlaten van het station kunnen passagiers zich vrij bewegen, wat lijkt op elektromagnetische golven die zich in de vrije ruimte voortplanten. De treindeur lijkt hier op een antenne.

Treindeuren kunnen worden gebruikt voor zowel het in- als uitstappen van passagiers.

Op dezelfde manier kunnen antennes worden gebruikt om geleide golven om te zetten in elektromagnetische golven in de vrije ruimte, en om elektromagnetische golven in de vrije ruimte om te zetten in geleide golven, wat het wederkerigheidsprincipe van antennes is.

Hoe zet een antenne geleide golven om in elektromagnetische golven in de vrije ruimte?

In 1894 ontdekte wetenschapper Popov in een experiment dat de afstand waarop de ontvanger radiogolven detecteerde aanzienlijk toenam in vergelijking met normaal. Na enig onderzoek ontdekte Popov dat een draad een metaalchipdetector had geraakt. Het is deze draad die de experimentele afstand aanzienlijk vergroot. Deze draad wordt beschouwd als 's werelds eerste antenne.

In het Popov-experiment kwam de draad per ongeluk een metaalchipdetector tegen, waardoor de vorm van de transmissielijn onzichtbaar veranderde.

Door de experimentele aanpak van Popov te volgen, hebben wetenschappers ontdekt dat naarmate de hoek van de transmissielijn groter wordt, de uitgestraalde elektromagnetische golven sterker worden. Later werd de theorie van symmetrische dipoolantennes voorgesteld en werden er verschillende antennes ontwikkeld.