Зачем вообше нужна антенна?

Люди несведущие считают, что принять сигнал — значит усилить этот сигнал до уровня, достаточного для восприятия человеком или каким-либо устройством. На самом деле, задача приема любых сигналов — различить слабый сигнал на фоне сильных помех. Действительно, если бы дело было только в усилении, то для приема сколь угодно слабых сигналов можно было бы использовать приемник прямого усиления. Слабый сигнал — ставим усилитель, мало — ставим еще один. Устанавливаем «в каскад» несколько усилителей — и вот уже слышны голоса наших братьев по разуму... Не тут-то было: вместо голосов мы услышим рев и грохот. Нужные нам сигналы в сотни и тысячи раз слабее «ненужных» сигналов многочисленных радио и телевизионных станций, паразитных излучений электрических машин, электромагнитного излучения Солнца и звезд. Усиление не решает задачу приема, усилитель одинаково усиливает и полезный сигнал, и вредные шумы. Приемная система должна осуществлять селекцию сигнала, отделение его от шумов и помех по каким-то определенным признакам. Два основных признака: частота (длина волны) и направление. Селекцию по частоте осуществляет приемник (receiver — ресивер). Практически все современные приемники, от карманного радиоприемника до приемника радиолокационной станции — гетеродинные. В них с помощью перестраиваемого местного генератора (гетеродина) нужный сигнал переносится на некоторую промежуточную частоту. Сигнал на промежуточной частоте пропускается через полосовой фильтр, который выделяет из всего частотного спектра только полосу, занимаемую сигналом. Шумы и ненужные сигналы на других частотах «отрезаются». Однако и в этой полосе мощность шумов может многократно превышать мощность полезного сигнала. В таком случае приемник бессилен, он уже сделал все, что мог. Поможет только селекция по другому признаку — по направлению. Ее обеспечивает направленная антенна. Задача антенны — с максимальной эффективностью принять сигнал, приходящий с одного конкретного направления, и при этом как можно меньше принимать ненужные сигналы и шумы, приходящие со всех других направлений. Приемные свойства направленной антенны концентрируются в небольшом телесном угле вокруг направления на источник сигнала за счет ослабления этих свойств во всех других направлениях. Таким образом, мощность сигнала увеличивается, а мощность шумов уменьшается по сравнению с теми же величинами на выходе ненаправленной антенны.