Dipol Anten Nedir? Nasıl Çalışır?
Klasik devre teorisine göre bir devreden akım geçebilmesi için devrenin kapalı bir döngüyü tamamlanmış olması gerekir. Kaynağın doğru akım veya alternatif akım olması fark etmez, açık devre bir hattan akım geçemez. Zaten hat uzunlukları da temsilidir ve sadece devre elemanlarının birbirleri ile bağlantılarını tanımlamak için kullanılırlar. Ancak elektromanyetik teori meseleye daha geniş bir perspektiften bakar ve daha kapsayıcıdır. Mesela, bir alternatif akım kaynağının frekansı yeterince yüksekse, devrenin fiziksel büyüklüğünden çok daha küçük dalga boylarına sahip sinyaller elde edilebilir. Bu da devredeki kaynaktan ayrılan akım-gerilim değişimlerinin dalgalar halinde yayılmasını sağlar.
Tam bu noktada enteresan bir durum söz konusudur. Kaynak tarafından beslenen yük açık devre olacak şekilde çıkartılır ve belirli bir uzunluktaki iki uç birbirlerine zıt yönlere doğru 90 derece bükülürse, devrenin sonu açık devre olmasına rağmen elektrik enerjisinin akışının devam ettiği gözlenir. Klasik bir devrede enerji akışının sürekliliği, yüke aktarılan enerjinin ısı enerjisine dönüşmesi ile açıklanabilir. Peki, böyle bir devrede enerji açık uçtaki bu yapıya doğru nasıl ilerlemeye devam eder? İşte bunu açıklayabilmek için elektromanyetik teoriye ihtiyaç duyulur. Bu bükülü yapı artık çift kutuplu (yani dipol) bir antendir. Anten kendisine ulaşan elektriksel enerjiyi elektromanyetik enerjiye dönüştürüp boşluğa yayabilecek kabiliyete sahiptir. İletim hattı boyunca kapalı bir şekilde elektrik alan oluşturarak ilerleyen yükler, dipol antene ulaştıklarında söz konusu açıklık üzerinden dışa doğru açılan bir elektrik alan oluşturacaklardır. Dipol anten üzerindeki elektrik alan zamanda-harmonik olarak salınan ve sürekli yön değiştiren bir yapıda olacaktır. Bu değişime bağlı olarak elektromanyetik dalgalar oluşacak ve ışık hızı ile antenden uzaklaşacaktır.
Dipol anten yapısında esas olan aşağı ve yukarı yönlerde sürekli hızlanıp yavaşlayarak salınan yüklerin (yani elektronların) yer değişimlerini sağlamaktır. Aslında ideal olan, iki parçadan oluşan bir yapı değil, tek parça çubuk şeklinde bir iletkendir. Bu durumda elektronların çubuk içerisinde yukarı ve aşağı uyum içerisinde salınması bir dipol antenin temelini oluşturur. Gerçekte dipol antenin besleme noktası bu indüklemeyi gerçekleştirmek için vardır. Elektronların üst kutupta birikmesi sonucunda üst kutupta negatif bir yük yoğunluğu, alt kutupta ise pozitif bir yük yoğunluğu söz konusu olacaktır. Bu durumda İki kutup arasında bir elektrik alan oluşacaktır. Dolayısı ile bir elektriksel potansiyel farktan da bahsetmek mümkündür. Benzer şekilde, elektronlar alt kutba hücum ettiğinde elektrik alan aynı şiddette ve fakat zıt yönde oluşacaktır. Elektrik alanın zamana bağlı bu harmonik değişimi bir elektromanyetik dalganın oluşmasını ve antenden uzaklaşmasını sağlar. Yüklerin dipol anten içerisindeki bu davranışı, akım kavramı açısından incelenirse, yüklerin kutuplar arasındaki geçişlerinin bir akıma sebebiyet vereceği aşikardır. Akımın akışı da doğal olarak bir manyetik alan oluşturacaktır. Zaten elektromanyetik dalgalar zamanla harmonik olarak değişen bir elektrik alan ve bu elektrik alana dik bir manyetik alandan oluşur.
Elektromanyetik dalgalar verici antenden ayrıldıktan sonra boşlukta ilerlerken, aynı dipol yapıdaki başka bir iletkene çarptığı anda iletken üzerindeki yükleri indükleyip harekete geçirecektir. Böylece elektromanyetik dalgalar verici devreden ayrı ve uzak bir mesafede tekrar elektriksel sinyallere dönüşmüş olacaktır.Bu elektriksel sinyallerin uygun filtre, yükseltici ve demodülatör devrelerinden geçirilmesi sonucunda mesaj sinyali tekrar elde edilebilir. Mesela, konuşan birisinin sesi mikrofon yardımı ile alıcı tarafında elektriksel sinyallere dönüştürülebilir. Bu örnekte mesaj sinyalimiz elektriksel formdaki ses sinyalidir. Söz konusu düşük frekanslı sinyaller, modüle edilerek yüksek frekansa bindirildikten sonra, uygun filtreleme ve yükseltici uygulamaları sonucunda dipol anten ile kablosuz olarak boşluğa yayılabilir. Tabi ki hem verici hem de alıcı tarafındaki, burada temsili olarak çizilen modülatör, filtre ve yükseltici birimlerinin ve sıralamalarının gerçekte daha karmaşık olması beklenir. Boşlukta kablosuz olarak ilerleyen sinyaller alıcı tarafında tekrar mesaj sinyaline yani ses sinyaline çevrilecek ve bir hoparlör ile insan kulağının duyabileceği ses sinyallerine dönüştürülecektir. Böylece dipol antenler yardımı ile bir ses dalgası kilometrelerce öteden duyulabilecek şekilde kablosuz bir yöntemle aktarılmış olur.