Câmpul electromagnetic este un câmp format din câmpul magnetic și câmpul electric, de unde îi vine si numele. Câmpul magnetic se formeaza atunci când… [625174]

2. Date teoretice
2.1 Câmpul electromagnetic
Câmpul electromagnetic este un câmp format din câmpul magnetic și câmpul electric,
de unde îi vine si numele. Câmpul magnetic se formeaza atunci când curentul electric străbate
un corp aflat în mișcare , iar câmpul electric se formează când curentul electric s trăbate un
corp aflat in staționare.
Fiind constiderat o forță principală a naturii, câmpul electromagnetic se propagă
indefinit în funcție de mediu fiind un câmp rotativ. Propagarea se face cu viteza lum inii sub
forma unor unde electromagnetice. Aceasta viteză poate să difere, ea fiind influențată de
mediul in care se propagă, mai exact de permitivitate și permeabilitate. [4]
2.2 Propagarea undelor electromagnetice
În anul 1884 Heinrich Hertz a reușit să demostreze existența undelor electromagnetice
prin calcularea vitezei acestora. El a făcut o comparație intre undele luminoase și undele
electromagnetice și le-a asemănat, spunând că undele luminoase sunt defapt o categorie a
undelor electromagnetice. Pent ru generarea undelor el a folosit o bobină de inducție și un
condensator din care a format un circuit oscilant. [4]
Pentru a avea o propagare eficientă a undelor trebuie să ne asigurăm că oscilația are o
frecvență destul de ridicată și că lungimea de undă este comparabilă cu dimensiunea
sistemului radiant. Lungimea de undă (λ) fiind distanța care este parcursă in spațiu de undă
intr-un interval de timp care este egal cu perioada undei oscilații. In momentul in care unda
electromagnetică este departe de ante na de emisie, aceasta are o formă plană și este
caracterizată de vectorii ̅ și ̅, unde ̅ este intensitatea câmpului electric, iar ̅ este
intensitatea câmpului magnetic. Cei doi vectori sunt perpendiculari unul față de celălalt și pe
aceeași direcție cu propagarea undei. Vectorul ̅ aparține unui plan de polarizare care are un
rol important in emisia și recepția undelor. Daca antena emite un câmp electromagnetic cu
vectorul intensității câmpului electric in poziție verticală se vor emite unde polarizate verical,
care pot fi recepționate la tensiune maximă numai de antenele de recepție aflate pe un plan
vertical.

2.3 Spectrul electromagnetic
Spectrul electromagnetic reprezintă un câmp rotațional format din totalitatea radiațiilor
electromagnetice din univers. El cuprinde radiații de la cele cu lungime de undă scurtă până la
radiații gamma. Diferența dintre tipurile de radiații o face viteza cu care se propagă, mai exa ct
frecvența. Astfel spectrul electromagnetic este imparțit în mai multe domenii de radiații după
criteriul lungimii de undă:
Fig. 2. 1 Spectrul electromagnetic, lungimi de unda (în metrii)
Undele radio sunt la rândul lor împărțite în trei categorii și anu me:
 unde radio lungi –> 153 kHZ – 279 kHZ
 unde radio medii –> 531 kHZ – 1.620 kHZ
 unde radio scurte –> 2.310 kHz – 25.820 kHz
 unde radio ultrascurte –> 88 MHz – 108 MHz

Fig 2. 2 Spectrul electromagnetic [6]
Unde radio
103
Microunde
10-2
Infraroșii
10-5
Spectrul
vizibil
.5 x 10-6
Ultraviolete
10-8
Raze X
10-10
Raze gama
10-12

Microundele sunt unde electromagnetice care au o lungime de undă de la 1mm până la
1m. Ele sunt transmise cu frecvențe cuprinse între 300 GHz pentru lungime de undă mică de
1mm și 0,3 GHz pentru lungimi de undă mari de 1m.
Undele Infraroșu numite și lumină infraroșie sau radiație este o parte din cele trei părți
ale radiațiilor solare alaturi de lumină și radiațiile ultra -violet. Ele sunt folosite in diferite
aplicații cum ar fi transmiterea de informații pe distanțe scurte sau în domeniul termoviziunii,
unde joacă un rol important in detectarea c ăldurii deoarece corpuri le cu temperaturi ridicate
emană raze infraroșii. [6]
Lumina sau radiația luminoasă este defapt partea spectrului electromagnetic care este
vizib ilă. De la lungimi de undă de 30 0 nm până la lungimi de undă de 750 nm ochiul uman
poate să perceapă aceste radiații sub diferite culori.
Mai jos este reprezentat în fig. 2.3 culorile spectrului vizibil. Pentru fiecare culoare
avem lungimea de undă în nanometrii și frecvența în 1014 Hz.

Fig. 2 .3
Fiecare culoare este percepută de ochiul uma n sub diferite forme, care sunt defapt
combinații intre culorile primare: Roșu, Verde și Albastru. Fiecare culoare poate fi mai
deschisă sau mai închisă până la extrem unde avem culoarea alb, ea fiind totalitatea culorilor,
iar la cealaltă extremă avem neg ru care reprezintă lipsa radiației luminoase.
A 3-a radiație emisă de soare este radiația UV, ultra -violet. Ea poate sa fie emisă și de
diferite corpuri puternic încălzite sau de vaporii de mercur. Are o lungime de undă mai mică
decât razele spectrului viz ibil, mai exact intre 10 nm și 380 nm.

R – Roșu
•620 – 700
•5 – 4,3
O – Orange
•600 – 620
•5,1 – 5
G – Galben
•580 – 500
•5,2 – 5,1
V – Verde
•500 – 580
•6 – 5,2
A -Albastru
•450 – 500
•6,8 – 6
I – Indigo
•400 – 450
•7,5 – 6,8
V – Violet
•320 – 400
•9,4 – 7,5

2.4 Antenele
2.4.1. Ce sunt antenele?
Antenele sunt dispositive cu ajutorul cărora putem recepționa sau emite informații.
Antenele de emisie fac posibilă radierea energiei de înaltă frecvență într-un anumit mod care
permite capt area acesteia din câ mpul electromagnetic de înaltă frecvență. Practic o antenă
transormă curentul electric variabil în unde radio sau undele radio în current electric. [2]
Recepția se face prin captarea unei părți din energia undei electro magnetice din care
rezultă o mică tensiune la bornele sale. Aceasta urmează să fie amplificată.
2.4.2. Date caracteristice
Toate antenele au o serie de date caracteristice care le fac să fie diferite intre ele. In
acest mod le putem aprecia la fiecare cali tățile, dar și defectele.
Impedanța antenei este o mă rime ce caracterizează proprietățiile de impedanță a unei
antene în locul de conexiune al cablului de coborâre al antenei sau punctul de alimentare.
Această impedanță nu o putem considera o rezistență mă surabilă cu ohmmetrul. Este o
impedanță complexă alcătuită din parte rezistivă și parte reactivă, antena fiind un dispozitiv
cu proprietăți de rezonanță. [1]
Caracteristica de directivitate este reprezentarea grafică a energiei recepționate de
antene de dif erite intensități din diferite direcții. Ea mai este numită și diagrama de radiație.
Reprezentarea grafică se face cu diagramă polară în care este dată tensiunea maximă
recepționată la punctul de alimentare al antenei in funcție de unghiul sub care antena va radia
cu aceeași intensitate de radiație. [1]
Câștigul unei antene de recepție este raportul dintre puterea Pa captată de antena de
recepție și puterea P n captată de un dipol în λ/2, cu condiția ca ambele antene să se găsească
într-un câmp electromagnet ic omogen și să fie iradiate pe direcția lor principală de
recepție. [1]
Punctele de nul sunt punctele din diagrama de radiație in care este valoarea 0.
Banda de trecere nu poate fi definită cu ajutorul căderii de 3 dB deoarece pentru
fiecare caz poate fi folosită o antenă diferită care are anumite date caracteristice necesare
pentru definirea benzii de trecere. [1]
Unghiul de deschidere este dat de planul E cât și de planul H al diagramei sau de
unghiul de deschidere orizontal sau vertical. El este definit ca deschiderea pentru o jumătate

de valoare deoarece în acest domeniu unghiular puterea din antenă ajunge la jumătate din
valoarea sa. [1]
2.4.3. Proprietățile antenelor
Proprietățile antenelor pot fi definite cu datele caracteristice generale ale antenelor sau
cu o serie de proprietăți care sunt specifice anumitor tipuri de antene.
De la antena emițătoare semnalul se propagă corespunzător diagramei de radiație si se
propagă la antena de recepție pe cea mai scută cale, iar daca cele două antene nu au obstacole
intre ele, propagarea semnalului este liniară. În cazul in care inte cele două antene există
diferite obstacole , semnalul se va propaga pe diferite căi, având loc fenomene în care anumite
cantități de energie pot fi reflectate la întâlnirea unui obiect. Astfel la antena de recepție pe
lângă semnalul principal mai apare și al doilea semnal sau mai multe semnale care sunt
considerate perturbații. [1]
Pentru reducerea perturbațiilor pe cât posibil, antenele de recepție trebuie să aibă
anumite proprie tăți care însumate rezultă cerința ca antena de recepție să poată repționa pe o
anumită direcție maximul de energie. Cu cât unghiul de deschidere este mai mic, cu atat
recepția este mai bună. Astfel cele mai bune antene sunt foarte mari, deoarece are nevo ie de
un lob principal îngust, și deci un unghi de deschidere mic , o atenuare mare a loburilor
secundare și un raport față -spate mare. Proprietățile unei antene sunt determinate de mărimea
relativă sau extinderea în raport cu lungimea de undă de lucru. [1]
2.4.4. Clasificarea antenelor
În primul rând putem spune că antenele sunt de două tipuri: antene de emisie și antene
de recepție. O antenă de emisie poate să fie folosită ca și antenă de recepție și invers, dar în
practică cele două tipuri de antene au pr oprietăți diferite, deoarece o antenă de emisie tr ebuie
să asigure transferul energiei electromagnetice prin intermediul liniei de transmisie, iar antena
de recepție să poată colecta această energie.
În tabelul 2.4.4 este prezentată clasificarea antenelor după anumite caracteristici:

Antenele După gama
frecvențelor de lucru Antene pentru unde lungi (km)
Antene pentru unde medii (hm)
Antene pentru unde scurte (dam)
Antene pentru unde ultra scurte (m)
Antene pentru microunde (pâlnie, cu lentile, parabolică)
După banda de
trecere Antene de bandă largă
Antene de bandă îngustă
După modul de lucru Antene rezonante
Antene armonice
Antene nerezonante
Antene aperiodice
După complexitatea
sistemului radiat Antene simple
Antene cu elemente pasive
Rețele de antene
Șir de antene
Perdea de antene
Inel de antene
După forma
conductorilor folosiți Antene filiforme
Antene cu suprafețe radiante
După polarizarea
câmpului Antene verticale
Antene orizontale
Antene cu câmp rotitor
Din punct de vedere
al directivității Antene omnidirecționale
Antene directive
Antene unidirecționale
Antene cu directivitate pronunțată
Antene cu directivitate reglabilă
Tabelul 2.1 – Clasificarea antenelor [3]