miniatura|El pal de ràdio a Konstantynów, Polònia. Un transmissor o receptor de ràdio està connectat a una antena que emet o rep les ones de ràdio. El sistema d'alimentació de l'antena o alimentació de l'antena és el cable o conductor, i altres equips associats, que connecten el transmissor o receptor amb l'antena i fan que els dos dispositius siguin compatibles. En un transmissor de ràdio, el transmissor genera un corrent altern de radiofreqüència, i el sistema d'alimentació alimenta el corrent a l'antena, que converteix la potència del corrent en ones de ràdio. En un receptor de ràdio, les ones de ràdio entrants exciten petits corrents alterns a l'antena, i el sistema d'alimentació subministra aquest corrent al receptor, que processa el senyal.

Per transferir el corrent de radiofreqüència de manera eficient, la línia d'alimentació que connecta el transmissor o receptor a l'antena ha de ser un tipus especial de cable anomenat línia de transmissió. A les freqüències de microones, sovint s'utilitza una guia d'ones, que és un tub metàl·lic buit que transporta ones de ràdio. En una antena parabòlica (plat), l'alimentació normalment també es defineix per incloure l' antena d'alimentació (botzina d'alimentació) que emet o rep les ones de ràdio. Particularment en els transmissors, el sistema d'alimentació és un component crític la impedància del qual coincideix amb l'antena, la línia d'alimentació i el transmissor. Per aconseguir-ho, el sistema d'alimentació també pot incloure circuits anomenats unitats d'afinació d'antena o xarxes d'adaptació entre l'antena i la línia d'alimentació i la línia d'alimentació i el transmissor. En una antena, el punt d'alimentació és el punt de l'element de l'antena accionat on es connecta la línia d'alimentació.

Components En un transmissor, l'alimentació de l'antena es considera que són tots els components entre l'amplificador final del transmissor i el punt d'alimentació de l'antena. En un receptor, són tots els components entre l'antena i els terminals d'entrada del receptor. En alguns casos, com ara les antenes parabòliques, també es defineix per incloure l'element d'alimentació o la botzina d'alimentació.

En algunes ràdios, l'antena està connectada directament al transmissor o receptor, com ara les antenes de fuet muntades en walkie-talkies i ràdios FM portàtils, les antenes dipol de màniga dels encaminadors sense fil i les antenes PIFA dins dels telèfons mòbils. En aquest cas, el sistema d'alimentació només consisteix en un circuit d'adaptació d'impedància (si cal) entre l'antena i el transmissor o receptor, que adapta la impedància de l'antena a la ràdio.

En altres casos, l'antena es troba separada del transmissor o receptor, com ara les antenes de televisió i les antenes parabòliques muntades a les teulades dels habitatges, l'antena sectorial de les torres de telefonia mòbil de les estacions base cel·lulars, les antenes de radar giratòries dels aeroports i les torres d'antenes de les emissores de ràdio i televisió. En aquest cas, l'antena es connecta al transmissor o receptor amb un cable anomenat línia d'alimentació. Per transportar el corrent de radiofreqüència (RF) de manera eficient, la línia d'alimentació està feta d'un cable especialitzat anomenat línia de transmissió. L'avantatge de la línia de transmissió és que té una impedància característica uniforme per evitar passos d'impedància bruscos que fan que l'energia de ràdio es reflecteixi cap enrere per la línia. Els principals tipus de línia de transmissió són la línia de cable paral·lel (conductor doble), el cable coaxial i, per a microones, la guia d'ones.

Línia d'alimentació En una antena de ràdio, la línia d'alimentació (feedline), o alimentador, és el cable o altra línia de transmissió que connecta l'antena amb el transmissor o receptor de ràdio. En una antena transmissora, alimenta el corrent de radiofreqüència (RF) des del transmissor fins a l'antena, on l'energia del corrent s'irradia com a ones de ràdio. En una antena receptora, transfereix la petita tensió de RF induïda a l'antena per l'ona de ràdio al receptor. Per tal de transportar el corrent de RF de manera eficient, les línies d'alimentació estan fetes de tipus especialitzats de cable anomenats línia de transmissió. Els tipus de línia d'alimentació més utilitzats són el cable coaxial, el de doble cable, la línia d'escala i, a freqüències de microones, la guia d'ones.

Particularment amb una antena transmissora, la línia d'alimentació és un component crític que s'ha d'ajustar per funcionar correctament amb l'antena i el transmissor. Cada tipus de línia de transmissió té una impedància característica específica. Aquesta s'ha de fer coincidir amb la impedància de l'antena i del transmissor per transferir la potència de manera eficient a l'antena. Si aquestes impedàncies no coincideixen, es pot causar una condició anomenada ones estacionàries a la línia d'alimentació, en què l'energia de radiofreqüència es reflecteix cap al transmissor, malgastant energia i possiblement sobreescalfant el transmissor. Aquest ajust es fa amb un dispositiu anomenat sintonitzador d'antena al transmissor i, de vegades, una xarxa d'adaptació a l'antena. El grau de desajust entre la línia d'alimentació i l'antena es mesura mitjançant un instrument anomenat mesurador de ROE (mesurador de relació d'ones estacionàries), que mesura la relació d'ones estacionàries (ROE) a la línia.

Doble cable El cable doble s'utilitza per connectar ràdios FM i receptors de televisió amb les seves antenes, tot i que en aquesta última aplicació ha estat substituït en gran manera per cable coaxial, i com a línia d'alimentació per a transmissors de baixa potència com ara els transmissors de ràdio amateur. Consta de dos conductors de filferro que corren paral·lels entre si amb un espaiament constant, modelats en material aïllant de polietilè en un cable pla en forma de cinta. La distància entre els dos filferros és petita en relació amb la longitud d'ona del senyal de radiofreqüència que transporta el filferro. El corrent de radiofreqüència en un filferro és igual en magnitud i oposat en direcció al corrent de radiofreqüència de l'altre filferro. Així, lluny de la línia, les ones de ràdio radiades per un filferro seran oposades en fase i cancel·laran les ones radiades per l'altre filferro.

Cable coaxial miniatura|Línia d'alimentació de cable coaxial que surt d'una antena VHF de pla de terra El cable coaxial és probablement el tipus de línia d'alimentació més utilitzat, utilitzat per a freqüències per sota del rang de microones (SHF). Consta d'un conductor central de filferro i un conductor metàl·lic "blind" trenat o sòlid, generalment de coure o alumini que l'envolta. El conductor central està separat del blindatge exterior per un dielèctric, generalment d'escuma de plàstic, per mantenir la separació entre els dos conductors precisament constant. El blindatge està cobert amb una jaqueta aïllant de plàstic exterior. En el cable coaxial dur, utilitzat per a aplicacions de transmissió d'alta potència com ara transmissors de televisió, el blindatge és un tub metàl·lic rígid o flexible que conté un gas comprimit com el nitrogen, i el conductor intern es manté centrat amb separadors de plàstic periòdics.

Guia d'ones miniatura|Alimentació complicada de guia d'ones d'un radar militar La guia d'ones s'utilitza a freqüències de microones (SHF), a les quals altres tipus de línia d'alimentació tenen pèrdues de potència excessives. Una guia d'ones és un conductor o tub metàl·lic buit. Pot tenir una secció transversal circular o quadrada. Els trajectes de la guia d'ones sovint es pressuritzen amb nitrogen gasós per mantenir la humitat fora. El senyal de radiofreqüència (RF) viatja a través del tub de manera similar a com viatja el so en un tub. Les parets metàl·liques eviten que irradi energia cap a l'exterior i també eviten que les interferències entrin a la guia d'ones. A causa del cost i el manteniment que comporta la guia d'ones, les antenes de microones sovint tenen l'etapa de sortida del transmissor o l'extrem frontal de RF del receptor situat a l'antena, i el senyal s'alimenta a o des de la resta del transmissor o receptor a una freqüència més baixa, mitjançant cable coaxial. Una guia d'ones es considera una línia de transmissió desequilibrada.

Adaptació d'impedància Particularment amb una antena transmissora, l'alimentació de l'antena és un component crític que s'ha d'ajustar per funcionar de manera compatible amb l'antena i el transmissor. Els terminals de sortida del transmissor, la línia de transmissió i l'antena tenen cadascun una impedància característica específica, que és la relació entre el voltatge i el corrent als terminals del dispositiu. Per transferir la màxima potència entre el transmissor i l'antena, el transmissor i la línia d'alimentació han d'estar adaptats a la impedància de l'antena. Això significa que el transmissor i l'antena han de tenir la mateixa resistència i una reactància igual però oposada. La línia d'alimentació també ha d'estar adaptada a la impedància del transmissor. Si es compleix aquesta condició, l'antena absorbirà tota la potència subministrada per la línia d'alimentació. Si les impedàncies a qualsevol extrem de la línia no coincideixen, es produirà una condició anomenada "ones estacionàries" (VSWR alta) a la línia d'alimentació, en què part de la potència de RF no és radiada per l'antena sinó que es reflecteix cap al transmissor, malgastant energia i possiblement sobreescalfant el transmissor. La majoria dels transmissors tenen una impedància de sortida estàndard de 50 ohms, dissenyat per alimentar 50 cable coaxial d'ohms.

Alimentació equilibrada i desequilibrada Les línies de transmissió i els seus components connectats es poden classificar com a balancejades, en què els dos costats de la línia tenen la mateixa impedància a terra, per exemple antenes dipol i línies de cable paral·lel, o desbalancejades, en què un costat de la línia està connectat a terra, per exemple antenes monopolars i cable coaxial. Per connectar components balancejats i desbalancejats, s'utilitza un dispositiu de dos ports anomenat balun. Un balun és un transformador que acobla components de línia de transmissió balancejats i desbalancejats. Per exemple, per alimentar una antena dipol des d'una línia d'alimentació desbalancejada com el cable coaxial, la línia d'alimentació es connecta a l'antena a través d'un balun. Sense el balun, la part desbalancejada del corrent fluirà per l'exterior del blindatge del cable coaxial, fent que la superfície exterior del blindatge actuï com una antena.

Referències

Categoria:Antenes