¿Cómo altera "ligeramente" la construcción física de una antena su impedancia?

  

¿Por qué la flexión de una antena dipolo cambia su impedancia?

Esta es una respuesta bastante simplista. Una antena tiene que "interconectarse" con el espacio libre.

El espacio libre tiene una impedancia definida por \ $ \ sqrt {\ dfrac {\ mu_0} {\ epsilon_0}} \ $.

Esto resulta ser lo suficientemente cerca de 377 ohmios cuando conectas los números.

Es lo mismo que una línea de transmisión: tiene \ $ \ sqrt {\ dfrac {L} {C}} \ $ que define su impedancia de alta frecuencia (generalmente > 1 MHz).

Entonces. Si ajusta las dimensiones de una pieza de cable coaxial, obtendrá un valor diferente para la impedancia característica. Si ajusta la antena mecánicamente, está ajustando su capacidad para entregar 377 veces más el campo E al campo H. Esto no es necesariamente un asesino porque todo lo que ve su circuito eléctrico es una resistencia a la radiación que es algo menor que (digamos) 73 ohmios para un dipolo: -

Tengaencuentaque73ohmiosescuandoeldiploetieneunalongituddeondade0.5yquenohaycomponentereactivo.Alterarlaformadeldipolosignificainevitablementeaumentarlacapacitanciayacortarefectivamentelalongitudefectiva,porlotanto,laimpedanciapuedealterarsebastante.

  

¿Cuáleselmodelo"mental" de cómo se determina la impedancia de una antena?

Es algo con lo que he luchado durante años y al final vuelvo a la proporción de campo E a campo H y cómo se relaciona con la impedancia del espacio libre. Si dobla el dipolo sobre sí mismo (no estoy hablando de un dipolo plegado) entonces tiene más capacitancia de extremo a extremo y el campo E se reducirá. Así es como lo veo, pero para antenas más complejas es una historia diferente.

Para responder a tus 2 preguntas en un nivel superior.

1. Las antenas en general tienen impedancias que están relacionadas con sus características de radiación. Es decir, alguna relación del campo eléctrico irradiado al campo magnético. A su vez, las características de radiación de la antena están determinadas en gran medida por su tamaño y forma y la distribución actual existente. Si comenzamos a distorsionar la forma de una antena, los parámetros de impedancia de entrada comienzan a cambiar. En electromagnética y especialmente en teoría de antenas, la definición de impedancia no es simplemente R = V / I. Las impedancias de las que hablamos son generalmente complejas y dependen en gran medida de las dimensiones del dispositivo y de las distribuciones de corriente más complicadas. La coincidencia de impedancia casi nunca se hace como en los circuitos clásicos.

2. Un modelo "mental" rápidamente se volvería poco práctico al tratar de visualizar el cambio en la impedancia, incluso para una simple antena dipolo. La impedancia de la antena para un dipolo requiere algunos cálculos que son relativamente fáciles (en comparación con otros radiadores) debido a la simple naturaleza simétrica de un dipolo. Los cálculos se vuelven más complicados y complicados si distorsionamos la forma de un dipolo y especialmente para antenas más complicadas.