ANTENA (brodska) dio je radio-uređaja, koji kod predajnika služi za isijavanje elektromagnetske energije u prostor, a kod prijemnika — za primanje te energije iz prostora. Kao antena služi na brodovima redovno komad izolirano obješenog metalnog užeta određene dužine, metalni štapovi ili više žica, koje su na prikladan način razapete između jarbola ili nadgrađa. Donji kraj antene spojen je za predajnik, odnosno prijemnik, a gornji je kraj pomoću izolatora učvršćen za jarbole, nadgrađa ili dimnjak.

Zbog napona, što ih u prijemnim antenama inducira elektromagnetsko polje nekog predajnika, ili zbog napona, koje kod predajnih antena dovodimo iz predajnika, kolaju u antenskom vodiču visokofrekventne izmjenične struje. One se na kraju antene reflektiraju. Struja napajanja i reflektirana struja zbrajaju se stvarajući stojeće valove. Na kraju antene, kod izolatora, struja je jednaka nuli, i mi kažemo, da imamo na tom mjestu čvor strujnog stojećeg vala, dok se t. zv. trbusi nalaze na onim točkama antenskog vodiča, gdje je struja najveća (sl. 1). Nagomilavanje naizmjence pozitivnih i negativnih naboja, koje se vrši svake poluperiode na krajevima antene, stvara tu naponske trbuhe, a naponski se čvorovi nalaze uvijek tamo, gdje je struja najveća. O odnosu dužine antene l prema valnoj dužini λ ovisi, da li ćemo u anteni imati samo dio strujnog i naponskog stojećeg vala ili više trbuha i čvorova (sl. 3b).

Vrste antena. Antene dijelimo uglavnom na neuzemljene i uzemljene antene.

Dipol je osnovni oblik neuzemljene antene. To je štap ili između dva izolatora razapeta žica duga oko pola valne dužine (l = λ/2). Raspored struje i napona na dipolu pokazuje sl. 2a. Dipol može stajati horizontalno ili vertikalno. Napajanje dipola vrši se obično u sredini, a ponekad i na kraju ili na kojem drugom mjestu (sl. 2b do 2d) . Na zračenje dipola utječu njegov položaj i visina smještaja iznad zemlje, odnosno nadgrađa broda. Zbog svoje velike dužine, koja obično iznosi λ/2, dipol se upotrebljava na brodovima samo ponekad kod kratkih i češće kod ultrakratkih valova. Dipol može sam da oscilira sa svojom osnovnom frekvencijom fo, koja odgovara osnovnoj valnoj dužini, kao i s višim harmonicima. Prednost je dipola u tome, što ne treba uzemljenje i što se može smjestiti visoko iznad zemlje, gdje nema apsorbirajućih i zasjenjujućih predmeta, i gdje kod ultrakratkih valova dobivamo još i bolje domete.

Uzemljenu antenu dobivamo, ako donju polovinu dipola zamijenimo zemljom. Isto tako, kao što je dipol dužine λ/2 bio u stanju da sam oscilira sa svojom osnovnom frekvencijom i njezinim nadtitrajima, tako može oscilirati s tim istim frekvencijama i uzemljena antena, premda je duga samo λ/4. Razmještaj struje i napona kod uzemljene antene vidi se na sl. 3a. Na brodovima, zbog skučena mjesta za srednje i kratke valove, upotrebljavamo u prvom redu uzemljene antene, jer su za istu frekvenciju za pola kraće od dipola. One mogu biti postavljene okomito ili koso. Ponekad ih radi povećanja njihove duljine l i u vezi s time, radi smanjenja njihove osnovne frekvencije fo, savijamo praveći »L« i »T«-antene (sl. 4). Kod srednje valovnih »L« i »T«-antena, radi povećanja kapaciteta antene, često upotrebljavamo i veći broj antenskih žica. Da bi se stvarno povećao kapacitet, mora razmak između žica iznositi bar jednu desetinu visine antene. Povećanjem kapaciteta antene postižemo:

a) izvjesno smanjenje osnovne vlastite frekvencije fo,

b) veću struju u vertikalnom vodiču antene i stoga bolje zračenje u horizontalnom smjeru,

c) smanjenje napona na izolatorima.

Dužina brodskih uzemljenih antena ne iznosi uvijek λ/4, već ponekad i 3λ/4, a i 5λ/4, jer kod kraćih valova ponekad radimo i na nadtitrajima osnovne frekvencije antene (sl. 3b).

Konstrukcija brodskih antena. Svaka se brodska antena sastoji od nekih ili svih niže nabrojenih dijelova:

1. antenskog vodiča ili štapa;

2. antenskih i uvodnih izolatora;

3. uvodne cijevi (grotla) ili uvodnog pojnog voda;

4. sklopke za uzemljenje i gromobran;

5. priključka na aparaturu i

6. uzemljenja.

Kao antenski vodič služi nam kod žičanih antena specijalno uže od tvrdog bakra ili bronze, koje se radi skin-efekta sastoji od većeg broja tankih i međusobno uvijenih žica. Za predajne antene upotrebljavamo deblje uže radi smanjenja impedancije antene i gubitaka. Kod štap-antena služe kao antenski vodiči čelični štapovi dužine od 6 do 12 metara s pobakrenom površinom. Debljina se štapova metara s pobakrenom površinom. Debljina se štapova prema gornjem kraju postepeno smanjuje.

Antenski izolatori izoliraju vodič antene od brodskih nadgrađa i jarbola i drže ga čvrsto razapeta, da se kod ljuljanja broda antena ne bi micala. Izolatori su na jarbolima često izloženi velikom mehaničkom, a i električnom opterećenju, jer naponi na anteni iznose ponekad i nekoliko desetaka tisuća volti. Na brodovima upotrebljava se samo keramičke izolatore. Najbolji su oni izolatori, koji se izrađuju od magnezijevih i titanovih spojeva poznatih pod imenima steatit, kalit, kondenza i t. d. Tvrdi porculan zbog velikih gubitaka kod visoke frekvencije ne odgovara najbolje. Glatki izolatori bolji su od rebrastih ili jajastih izolatora. Uvodni izolatori služe za izolaciju antenskog uvoda. I oni su redovno keramički, a u pogledu materijala vrijedi za njih isto što i za antenske izolatore. Važno je, da izolatori budu uvijek čisti. Stoga treba povremeno očistiti prljavštinu (sol, Čadu ili boju), koja se s vremenom nakupi na izolatorima. Samo na taj način možemo spriječiti gubitke na izolatorima, koji mogu biti znatni.

Antenska uvodna cijev odnosno uvodni koaksijalni kabel služi za uvođenje antene kroz palube i nadgrađa do kabine, u kojoj se nalazi predajnik odnosno prijemnik. Za srednje i kratkovalne antene obično upotrebljavamo uvodne cijevi promjera 200 do 250 mm, kroz koje vodimo potpornim izolatorima učvršćenu bakrenu cijev obično promjera 9 do 12 mm. Samo rijetko ćemo kod uvođenja tih antena upotrebiti kao sredstvo ugođeni ili neugođeni koaksijalni kabel. Za napajanje ultrakratkih antena služimo se međutim gotovo redovno neugođenim koaksijalcem. Ponekad, osobito na trgovačkim brodovima, gdje se predajnik nalazi izravno ispod antene, vodit će priključni vod od uvodnog izolatora, na krovu ili u stijeni kabine, izravno na aparaturu. Za uvođenje prijemnih antena služi redovno koaksijalni kabel.

Sklopke za uzemljenje i za gromobran nalaze se, ukoliko nisu kombinirane s mjenjačem antena, bilo izvan prostorije uvodnog izolatora, bilo u uvodnoj cijevi ili neposredno iza nje. Taj uređaj služi za uzemljenje antene i zaštitu aparatura u slučaju oluje i jačih statičkih naboja. Kod prijemnih antena, naročito ako su kraće, nemamo uvijek sklopku za uzemljenje, već za zaštitu prijemnika upotrebljavamo samo tinjalicu ili uopće ne upotrebljavamo ništa.

Priključak na aparaturu. Da bi se mogla upotrebiti bilo koja antena za bilo koji uređaj, služe nam mjenjači predajnih i prijemnih antena. Tako na trgovačkim brodovima redovno imamo mjenjač za prekopčavanje s glavne na rezervnu antenu. Na ratnim brodovima, gdje redovno postoji veći broj predajnika, mjenjače obično ne upotrebljavamo za predajnike već samo za prijemnike.

Uzemljenju radio-uređaja treba obratiti osobitu pažnju, jer loše uzemljenje može uzrokovati velike gubitke. Za uzemljivanje aparatura služe obično bakrene pletenice ili trake. Na željeznim brodovima priključujemo uređaje radi uzemljivanja izravno na brodsku oplatu, dok se kod drvenih brodova aparatura spaja s bakrenom pločom, koja je učvršćena na dnu broda s vanjske strane oplate. Shematski primjer prijemne i predajne antene prikazuje sl. 5 i 6.

Prilikom postavljanja antena treba paziti, da dužina antene još odgovara najkraćoj valnoj dužini, kojom želimo raditi, imajući pritom na umu da oko 25% dužine antene otpada na svitke u antenskom krugu predajnika, koji služe za spregu i udešavanje antene. Nadalje, dužina antenskog vodiča ovisi i o tome, da li želimo raditi s uzemljenom λ/4, 3λ/4 ili 5λ/4 antenom.

Impedancija i udešavanje antene. Ukupni otpor, što ga antena pruža visokofrekventnoj struji u točki napajanja, nazivamo impedancijom antene. Impedancija antene nije stalna, nego se mijenja kod određene antene s promjenom frekvencije, a ovisi još i o debljini antenskog vodiča i susjednih predmeta odnosno antena. Ulaznu impedanciju antene sačinjavaju: reaktivni, t. j. čisti izmjenični otpor antene, i aktivni ili radni otpor antene. Reaktivni otpor Xa jednak je nuli, kad antenu pobudimo na titranje njezinom vlastitom frekvencijom fo ili nekim harmonikom te frekvencije. Međutim kod frekvencija, koje su niže ili više od ovih rezonantnih frekvencija, reaktivni otpor brzo raste i postiže vrijednosti do nekoliko tisuća oma. S povećanjem debljine antenskog vodiča vrijednost toga otpora opada (sl. 7b). Aktivni otpor Ra sačinjavaju isijavanje, gubici u vodičima, u izolatorima, u uzemljenju i gubici uslijed pojave korone. Dok nam je gubitak zbog isijavanja koristan, dotle su nam svi ostali gubici nepoželjni, pa ih nastojimo što više smanjiti. Veličinu tih gubitaka izražavamo zamišljenim otporima, koji bi u točki napajanja trošili upravo toliko, koliko iznose gubici. Prema tome govorimo o otporu isijavanja i otporu gubitaka. Otpor isijavanja ovisi kod određene antene o frekvenciji napajanja i o debljini antenskog vodiča (sl. 7a). Za uzemljene antene, koje su mnogo kraće od λ/4, on iznosi nekoliko oma, s duljinom antene on postepeno raste i iznosi kod antena dugih λ/4 oko 36 oma. Za dipol dug λ/2 otpor isijavanja ima vrijednost od oko 72 oma, a već kod uzemljene antene duge λ/2, odnosno dipola dugog λ postiže iznose od nekoliko tisuća oma, ali kod pojedinih harmoničkih frekvencija opet spadne na oko 100 oma. Otpor isijavanja kod debljih antenskih vodiča nešto je manji.

Prilikom udešavanja antene postoje, dakle, dva zadatka, i to: a) poništenje reaktivnog otpora antene i b) prilagođenje aktivnog otpora antene na otpor izlazne elektronke. Prvi zadatak rješavamo t. zv. ugađanjem antene. Da bismo dobili što veću struju u anteni i u vezi s time što bolje isijavanje antene, treba pomoću induktiviteta i kapaciteta, koji nam pružaju svici i kondenzator u antenskom dijelu predajnika, poništiti reaktivni otpor antene, koji već prema frekvenciji struje napajanja može biti kapacitivan ili induktivan. Drugi zadatak, t. j. prilagođivanje aktivnog otpora antene na predajnik, vrši se promjenom stupnja sprege između antene i izlaznog kruga predajnika. Kad su vrijednosti otpora isijavanja velike, moramo između predajnika i antene uvrstiti još jedan oscilatorni, t. zv. zamašnjački krug, pomoću kojeg, iskorišćujući serijsku rezonanciju, dobivamo preko kondenzatora dovoljno visok napon za svladavanje toga povećanog otpora (sl. 8).

Isijavanje antene. Sve antene ne zrače jednako u svim smjerovima. Kako koja antena zrači, pokazuje nam dijagram isijavanja, koji crtamo u polarnim koordinatama. Ti dijagrami nastaju na taj način, da se na jednakim udaljenostima od predajnika i u raznim smjerovima od njega mjeri jačina prijema, odnosno jačina elektromagnetskog polja i zatim unese u odgovarajućem mjerilu na odgovarajućem smjeru u dijagram. Sl. 9 pokazuje horizontalni i vertikalni dijagram isijavanja raznih uzemljenih antena. Vidimo, da sve te antene u horizontalnoj ravnini podjednako isijavaju u svim smjerovima, ali da vertikalni kut, pod kojim te antene isijavaju veći dio svoje energije, nije uvijek isti i da ovisi o nagnutosti i dužini antene. Uzemljene antene duljine do λ/2, zbog svoga horizontalnog zračenja, prikladnije su za rad na manje udaljenosti, a kose i harmoničke antene bolje odgovaraju za veće udaljenosti, jer rade pomoću reflektiranog prostornog vala. Sl. 10 pokazuje dijagrame isijavanja vertikalnog i horizontalnog dipola. Vidimo, da vertikalni dipol isijava kružno podjednako na sve strane, dok horizontalni dipol radi usmjereno i to (u slobodnom prostoru) najbolje u smjerovima okomitim na sam dipol. Nadalje se vidi, da je isijavanje dipola jako ovisno i o visini dipola iznad površine zemlje. Svi ti dijagrami vrijede za kopno. Na brodovima će nastupiti stanovito iskrivljenje tih dijagrama zbog refleksija od raznih nadgrađa, drugih antena, jarbola i pripona.

Napajanje antena. Srednjovalne i kratkovalne antene obično su izravno spojene na predajnik, dok to kod ultrakratkih uređaja redovno nije moguće. U tom slučaju treba visokofrekventnu energiju dovoditi iz predajnika do antene, koja se nalazi negdje na jarbolu, pomoću naročitog pojnog voda. Za tu svrhu služe nam jednožični i dvožični vodovi i koaksijalni kabeli. Pojni vodovi mogu biti ugođeni i neugođeni. Ugođene pojne vodove ugađamo zajedno s antenom, pa stoga i u njima nastaju stojeći valovi, što stvara gubitke. Važniji su međutim neugođeni pojni vodovi. Pravilnim prilagođenjem antene na neugođeni pojni vod postižemo, da u priključnoj točki ne dolazi do refleksija i stojećih valova, pa time izbjegavamo gubitke. Kod takva prijenosa visokofrekventne energije može se raditi samo na vrlo uskom valnom opsegu, u kome se impedancija antene još znatno ne mijenja. Želimo li međutim raditi na širem opsegu frekvencija, tada treba umjesto obične antene upotrebiti specijalnu širokopojasnu antenu, koja je tako konstruirana, da se njezina impedancija i kod većih promjena frekvencije gotovo ništa ne mijenja.

LIT.: H. Brückmann, Antennen, ihre Theorie und Technik, 1939; F. Benz, Einführung in die Funktechnik, 1943; Terman, Radio Engineers' Handbook, 1943; A. A. Pistoljkors, Antene, 1947; Prijemne i predajne antene, Beograd 1951.V. P.