Por lo tanto, caracterizamos las antenas utilizando diagramas de patrones de antena.
Por ejemplo, el dipolo tiene el siguiente patrón de directividad:
CC BY-SA 3.0 , Link
Si imagina que el dipolo se extienda verticalmente en el centro de esta imagen, puede ver que la cantidad máxima de energía transmitida (o capturada, si se usa en la dirección de recepción) es perpendicular a la longitud del dipolo.
Ahora, realmente querrías que el lóbulo principal apunte en la dirección de tu fuente; de lo contrario, la energía simplemente se perderá. Si bien puede ir y rotar sus dipolos, también puede hacer lo que es bastante estándar en muchas aplicaciones de radar de alta potencia:
Dirección de la viga.
Como me resulta más fácil entender esto cuando se habla de antenas transmisoras, lo explicaré como si estuviéramos enviando energía desde la estación base al satélite, ya que todo (la antena, la propagación) involucrada aquí funciona de manera recíproca, se aplica directamente a recibiendo poder igual de bien.
Es posible que hayas oído hablar del Principio de Huygens-Fresnel . La idea es que si tienes un frente de onda, entonces puedes modelar cada punto en ese frente de onda como una fuente de ondas "elementales", extendiéndose de una manera perfectamente circular. Sólo la superposición de todo esto significa que el frente de onda se propaga en línea recta; en esencia, interfieren constructivamente en esa dirección, y se anulan perpendicularmente a esa dirección.
Ahora, vamos a revertir esa idea. Si todo lo que tenemos que hacer para crear un frente de onda que vaya en una dirección específica es generar ondas elementales que se compensen en el tiempo de tal manera que las más cercanas a la dirección en la que queremos dirigirnos estén lo suficientemente dispuestas en el tiempo que el Haz "inclinado" hacia ellos. Esta imagen de wikipedia visualiza una matriz en fase muy bien:
Por Chetvorno - Trabajo propio, CC0 , Enlace
Todo lo que necesitas es tener elementos de retardo de fase ajustables para cada antena dipolo (estos son los cuadros \ $ \ phi \ $ en la animación; \ $ \ phi \ $ es la letra que se usa comúnmente para la fase) y puedes dirigir su ángulo \ $ \ Theta \ $ dentro de amplios límites, prácticamente hasta el punto en que el haz principal ya no es perpendicular a la matriz de su antena (que sería si todos los \ $ \ phi \ $ fueran idénticos), pero a lo largo de la misma.
Como se dijo, lo que funciona en transmisión también funciona en la dirección de recepción.
La pregunta aquí realmente es cuán difícil y costoso será construir unidades de alta potencia y baja pérdida (porque eso es todo el calor que necesitaría para escapar, un problema en el espacio), unidades de cambio de fase precisas.
Al final, una antena de plato de malla grande y ajustable mecánicamente puede ser más fácil de realizar, especialmente en la luna, donde no hay tormentas contra las cuales sería necesario salvar contra, así como una menor gravedad. Por otro lado, la construcción de un conjunto arbitrariamente grande de dipolos puede reducir mucho el ángulo de apertura (y por lo tanto la eficiencia en una dirección específica) (básicamente, el ancho del haz como ángulo es antiproporcional al tamaño del conjunto), y no No contenga un solo punto de falla, por lo que esta podría ser una solución más escalable.
