antenas omnidirecionais e a antena dipolo

Este artigo no site da Cisco é a explicação mais clara das antenas omnidirecionais que encontrei.

O que não está tão claro para mim é ...

1) Por que a antena dipolo é o design mais comum para antenas omnidirecionais?
2) Por exemplo, por que não ter uma antena com uma fonte de energia em uma extremidade e depois emitir corrente para a outra extremidade?
3) Além disso, por que o padrão de radiação (apresentado na página vinculada) assume uma forma esférica estranha, em vez de dizer um cilindro?

A antena dipolo é a mais comum, porque é inerentemente simples e muito barata de produzir.

Seu exemplo não faz muito sentido, porque é exatamente isso que é feito com todas as antenas. Você tem uma fonte de energia (o transmissor) em uma extremidade. O sinal é irradiado com base no formato da antena e em quaisquer características da antena para focalizar o sinal.

Quanto ao motivo pelo qual um dipolo emite uma "forma esférica estranha" (geralmente referida como toróide ou rosca), esse é um conceito relativamente simples. Uma antena dipolo geralmente é apenas um pedaço reto de fio. A quantidade de área de superfície disponível está diretamente relacionada à quantidade de sinal transmitido em qualquer direção. Você tem uma área de superfície muito maior ao redor do comprimento do fio do que na ponta ou na base, permitindo que muito mais sinal seja irradiado pelas laterais.

Q1: Uma antena dipolo simples emite radiação mais fortemente perpendicular ao eixo da antena. Emite muito pouco nos extremos. A antena não tem variação de potência na direção circular em torno de sua "cintura". (Essa é simplesmente a natureza do eletro-magnetismo.) Esse padrão de radiação corresponde ao padrão de uso mais comum - os vários outros receptores / transmissores estão situados aproximadamente na mesma altura quando a antena é orientada verticalmente. Quando você considera que os dipolos são fáceis de construir (são estruturas fisicamente simples e sistemas elétricos), eles se tornam uma escolha óbvia.

P2: O que você sugere é exatamente uma antena dipolo. Observe que uma antena dipolo de livro didático tem DOIS fios, em linha reta, com o transmissor / receptor conectado às extremidades próximas dos fios. Se você tiver apenas um fio, com um trans / rec conectado a uma extremidade, ainda terá (em termos da teoria de E&M) uma antena dipolo - é menos eficiente, mas ainda mais fácil de construir.

(Observe que estou realmente comentando a teoria de E&M aqui. Na realidade, um trans / rec tem duas conexões por definição. O que estiver no trans / rec tem dois lados elétricos. Para melhor eficiência, você os conecta aos dois lados Você pode deixar um lado desconectado - mas esse é apenas um segundo lado muito pequeno para fins de E&M, fornecendo uma antena desequilibrada.Um exemplo de uma configuração de dipolo realmente barata foram as antenas de carros mais antigas: fio reto , com o receptor de rádio conectado ao fio e o outro lado ao terra do carro. Portanto, todo o carro de metal era o outro lado da antena.)

Q3: Essa página da Cisco possui informações sobre diferentes tipos de antenas. Uma antena omnidirecional seria como você descreveu: A distância da antena para uma determinada intensidade seria um círculo. (O padrão é chamado de Toróide.) O diagrama sobre o qual você está perguntando mostra uma distância variável da antena para uma determinada intensidade - diz-se frequentemente que esse padrão possui lóbulos . A vantagem dessa antena é que ela é melhor em direções particulares ; Notavelmente, seu lóbulo primário é significativamente melhor do que outros lobos, fazendo com que funcione muito melhor em uma direção, portanto é mais ou menos unidirecional .