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Antenne accoppiate e accoppiatori di antenna

Il trattato di questo articolo riguardante le antenne accoppiate, dovrà essere per forza di circostanze estremamente generalista data la complessità dell'argomento e le possibili varianti di tipo matematico che entrano in gioco quando si parla di antenne accoppiate. Diciamo subito che a questa tecnica si ricorre sovente sia in trasmissione che i ricezione per aumentare il guadagno delle antenne creando, permetteteci una licenza tecnica, una " antenna virtuale" che dal punto di vista dei diagrammi di irradiazione è in qualche modo e in alcuni punti della carta di smith una sommatoria delle antenne totali montate nel sistema.

L'accoppiamento di più antenne quindi, prevede l'ottimizzazione del guadagno in caso di segnali difficili da ricevere o, parlando di trasmissione, di zone in cui si ha interesse a concentrare il segnale emesso aumentando l'intensità di campo in quel punto e riducendo nel contempo eventuali "sprechi di segnali che andrebbero dispersi in zone considerate non interessanti.

Nel nostro caso ci occuperemo a grandi linee dei fenomeni legati alle antenne accoppiate in ricezione, lo scopo come dicevamo è aumentare il guadagno del sistema in un determinato settore espresso in gradi sulla carta di smith cercando di rendere intellegibile un segnale separandolo cosi dal rumore elettrico di fondo.

Gli accoppiamenti di antenne possibili, a multipli di due, in banda VHF e UHF, possono realizzarsi sia sul piano orizzontale che su quello verticale, modificando cosi l'aspetto del lobo di ricezione sui vari piani; va detto che l'accoppiamento ottimale si ottiene utilizzando possibilmente antenne di canale più strette e con maggior guadagno sul canale specifico, anche se comunque si può ricorrere agli accoppiamenti anche di antenne di banda, seppur con minore precisione. Ricapitolando quindi le finalità di accoppiare elettricamente ( e di conseguenza meccanicamente sullo stesso asse) due antenne sono le seguenti:

Migliorare (restringendolo) l'angolo di ricezione e di conseguenza il guadagno, oppure tendere ad attenuare un segnale interferente proveniente da un certo angolo rispetto al principale.

Assume in questo caso una importanza fondamentale il dispositivo di accoppiamento elettrico detto appunto "accoppiatore di antenna" il quale ha il compito di realizzare l'accoppiamento elettrico tra le antenne mantenendo costante l'impedenza che nel caso di usi Tv è di 75 ohm. La seconda caratteristica è che abbia una perdita di inserzione trascurabile, ovviamente per non vanificare le finalità dell'accoppiamento stesso. Attenzione ai cavi utilizzati tra l'accoppiatore e le antenne che oltre ad essere di lunghezza identica dovranno avere qualità superiore rispetto ai cavi normalmente utilizzati nell'impianto relativamente a due importanti parametri: l'attenuazione estremamente ridotta, ma ancor più una impedenza molto precisa e quindi vicinissima ai 75 ohm.

Facendo riferimento alla distanza a cui tenere le antenne ad esempio sul piano orizzontale se si tratta di attenuare degli interferenti , avendo noti l'angolo fra la direzione del puntamento e il segnale interferente in modo di far trovare in teoria un punto di zero, la distanza è ricavabile con calcoli trigonometrici in modo che sulla frequenza per cui si accoppiano le antenne il segnale interferente sia sfasato di lamba mezzi o multipli dispari, tuttavia questo si ottiene meglio sul posto verificando in tempo reale con un analizzatore di spettro, non dimentichiamo infatti che uno degli svantaggi di accoppiare più antenne è  il determinarsi di lobi secondari che nelle antenne usate singolarmente non esistono e di cui tenere conto. Attenzione che nella realtà, cioè con spaziature reali, va computato anche il mutuo accoppiamento fra le antenne, che non possono essere considerate generatori isolati ed indipendenti.

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