Lamun datang kaanteneu, patarosan anu paling dipikaresep ku jalma nyaéta "Kumaha radiasi sabenerna kahontal?"Kumaha carana médan éléktromagnétik dihasilkeun ku sumber sinyal propagate ngaliwatan jalur transmisi na jero anteneu, sarta tungtungna "misah" ti anteneu pikeun ngabentuk gelombang spasi bébas.
1. Radiasi kawat tunggal
Anggap dénsitas muatan, diébréhkeun salaku qv (Coulomb/m3), disebarkeun saragam dina kawat sirkular anu legana cross-sectional a jeung volume V, ditémbongkeun saperti dina Gambar 1.
Gambar 1
Total muatan Q dina volume V ngalir dina arah z dina laju seragam Vz (m/s).Bisa dibuktikeun yén dénsitas ayeuna Jz dina bagian cross kawat nyaéta:
Jz = qv vz （1）
Lamun kawat dijieunna tina hiji konduktor idéal, dénsitas arus Js dina beungeut kawat nyaéta:
Js = qs vz (2)
Dimana qs nyaéta dénsitas muatan permukaan.Lamun kawat pisan ipis (ideally, radius nyaeta 0), arus dina kawat bisa ditembongkeun salaku:
Iz = ql vz (3)
Dimana ql (coulomb / méter) nyaéta muatan per unit panjang.
Urang utamana paduli kawat ipis, sarta conclusions dilarapkeun ka tilu kasus di luhur.Lamun arus robah-robah waktu, turunan rumus (3) ngeunaan waktu nyaéta kieu:
(4)
az nyaéta percepatan muatan.Lamun panjang kawatna l, (4) bisa ditulis kieu:
(5)
Persamaan (5) nyaéta hubungan dasar antara arus jeung muatan, sarta ogé hubungan dasar radiasi éléktromagnétik.Kantun nempatkeun, pikeun ngahasilkeun radiasi, kudu aya hiji waktos-variasi arus atawa akselerasi (atawa deceleration) muatan.Biasana urang nyebatkeun arus dina aplikasi harmonik waktos, sareng muatan paling sering disebatkeun dina aplikasi samentara.Dina raraga ngahasilkeun akselerasi muatan (atawa deceleration), kawat kudu ngagulung, narilep, sarta discontinuous.Nalika muatanna osilasi dina gerak harmonik waktos, éta ogé bakal ngahasilkeun akselerasi muatan périodik (atanapi deceleration) atanapi arus anu béda-béda.Ku kituna:
1) Upami muatanna henteu gerak, moal aya arus sareng teu aya radiasi.
2) Lamun muatan ngalir dina laju konstan:
a.Upami kawatna lempeng sareng panjangna henteu terbatas, teu aya radiasi.
b.Lamun kawat ngagulung, narilep, atawa discontinuous, sakumaha ditémbongkeun dina Gambar 2, aya radiasi.
3) Lamun muatan oscillates kana waktu, muatan bakal radiate sanajan kawat téh lempeng.
Gambar 2
Pamahaman kualitatif mékanisme radiasi tiasa didapet ku ningali sumber pulsed disambungkeun ka kawat kabuka nu bisa grounded ngaliwatan beban dina tungtung kabuka na, ditémbongkeun saperti dina Gambar 2 (d).Nalika kawat mimitina energized, muatan (éléktron bébas) dina kawat diatur gerak ku garis médan listrik dihasilkeun ku sumber.Kusabab muatanna diakselerasi dina tungtung sumber kawat sareng nyusut (akselerasi négatip relatif ka gerak aslina) nalika dipantulkeun dina tungtung, médan radiasi dihasilkeun dina tungtung-tungtungna sareng sapanjang sésa kawat.Akselerasi muatan dilakonan ku sumber kakuatan éksternal anu ngatur muatan sarta ngahasilkeun médan radiasi pakait.The deceleration tina muatan dina tungtung kawat dilakonan ku gaya internal pakait sareng widang induksi, nu disababkeun ku akumulasi muatan kentel dina tungtung kawat.Gaya internal meunangkeun énergi ti akumulasi muatan salaku laju na nurun ka nol di tungtung kawat.Ku alatan éta, akselerasi muatan alatan éksitasi médan listrik jeung deceleration tina muatan alatan discontinuity atawa kurva lemes tina impedansi kawat mangrupakeun mékanisme pikeun generasi radiasi éléktromagnétik.Sanaos dénsitas arus (Jc) sareng dénsitas muatan (qv) mangrupikeun istilah sumber dina persamaan Maxwell, muatan dianggap kuantitas anu langkung dasar, khususna pikeun médan sementara.Sanajan katerangan radiasi ieu utamana dipaké pikeun kaayaan fana, éta ogé bisa dipaké pikeun ngajelaskeun radiasi kaayaan ajeg.
Nyarankeun sababaraha alus teuingproduk anteneudijieun kuRFMISO:
RM-TCR406.4
RM-BCA082-4（0.8-2GHz)
RM-SWA910-22(9-10GHz)
2. Radiasi dua-kawat
Sambungkeun sumber tegangan ka jalur transmisi dua-konduktor disambungkeun ka anteneu, ditémbongkeun saperti dina Gambar 3 (a).Nerapkeun tegangan kana garis dua-kawat ngahasilkeun médan listrik antara konduktor.Garis médan éléktrik niup éléktron bébas (gampang dipisahkeun tina atom) disambungkeun ka unggal konduktor sarta maksa aranjeunna pindah.Gerakan muatan ngahasilkeun arus, anu dina gilirannana ngahasilkeun médan magnét.
Gambar 3
Kami geus narima yén garis médan listrik dimimitian ku muatan positif sarta ditungtungan ku muatan négatip.Tangtosna, aranjeunna ogé tiasa mimitian ku muatan positip sareng ditungtungan dina takterhingga;atawa mimitian ti takterhingga jeung ditungtungan ku muatan négatip;atanapi ngabentuk puteran katutup anu henteu dimimitian atanapi ditungtungan ku biaya naon waé.Garis médan magnét sok ngabentuk puteran katutup sabudeureun konduktor nu mawa arus sabab teu aya muatan magnét dina fisika.Dina sababaraha rumus matematika, muatan magnét sarimbag sareng arus magnét diwanohkeun pikeun nunjukkeun dualitas antara solusi anu ngalibetkeun kakuatan sareng sumber magnét.
Garis médan listrik anu ditarik antara dua konduktor mantuan pikeun nunjukkeun distribusi muatan.Upami urang nganggap yén sumber tegangan sinusoida, urang ngarepkeun médan listrik antara konduktor ogé sinusoida kalayan période anu sami sareng sumberna.Gedéna rélatif kakuatan médan listrik diwakilan ku dénsitas garis médan listrik, sareng panah nunjukkeun arah rélatif (positip atanapi négatif).Generasi médan listrik sareng magnét anu béda-béda antara konduktor ngabentuk gelombang éléktromagnétik anu ngarambat sapanjang jalur transmisi, sapertos anu dipidangkeun dina Gambar 3(a).Gelombang éléktromagnétik asup kana anteneu kalayan muatan sareng arus anu saluyu.Lamun urang nyabut bagian tina struktur anteneu, ditémbongkeun saperti dina Gambar 3(b), gelombang spasi bébas bisa kabentuk ku "nyambungkeun" tungtung kabuka tina garis médan listrik (ditémbongkeun ku garis dotted).Gelombang rohangan bébas ogé périodik, tapi titik fase konstan P0 pindah ka luar dina laju cahaya jeung ngarambat jarak λ/2 (nepi ka P1) dina satengah période waktu.Deukeut anteneu, titik fase konstan P0 ngalir leuwih gancang batan laju cahaya jeung ngadeukeutan laju cahaya dina titik jauh ti anteneu.Gambar 4 nembongkeun sebaran médan listrik rohangan bébas tina anteneu λ∕2 dina t = 0, t/8, t/4, jeung 3T/8.
Gambar 4 Distribusi médan listrik rohangan bébas tina anteneu λ∕2 dina t = 0, t/8, t/4 jeung 3T/8
Henteu dipikanyaho kumaha gelombang anu dipandu dipisahkeun tina anteneu sareng ahirna kabentuk pikeun nyebarkeun dina rohangan bébas.Urang tiasa ngabandingkeun gelombang ruang anu dipandu sareng bébas sareng gelombang cai, anu tiasa disababkeun ku batu anu turun dina awak cai anu tenang atanapi ku cara anu sanés.Sakali gangguan dina cai dimimitian, gelombang cai dihasilkeun sarta mimiti propagate kaluar.Sanajan gangguan eureun, gelombang teu eureun tapi terus rambatan ka hareup.Lamun gangguan persists, gelombang anyar terus dihasilkeun, sarta rambatan gelombang ieu lags balik gelombang séjén.
Kitu ogé pikeun gelombang éléktromagnétik anu dihasilkeun ku gangguan listrik.Upami gangguan listrik awal ti sumberna pondok, gelombang éléktromagnétik anu dibangkitkeun nyebarkeun di jero jalur transmisi, teras lebetkeun anteneu, sareng tungtungna mancarkeun salaku gelombang rohangan bébas, sanaos éksitasi teu aya deui (sapertos gelombang cai. jeung gangguan nu dijieun).Lamun gangguan éléktromagnétik terus-terusan, gelombang éléktromagnétik aya terus-terusan sarta nuturkeun raket tukangeunana salila rambatan, ditémbongkeun saperti dina anteneu biconical ditémbongkeun dina Gambar 5. Nalika gelombang éléktromagnétik aya di jero jalur transmisi jeung anteneu, ayana patali jeung ayana listrik. muatan di jero konduktor.Nanging, nalika gelombang dipancarkeun, aranjeunna ngabentuk loop katutup sareng teu aya biaya pikeun ngajaga ayana.Ieu ngakibatkeun urang kana kacindekan yén:
Éksitasi lapangan merlukeun akselerasi jeung deceleration muatan, tapi pangropéa sawah teu merlukeun akselerasi jeung deceleration muatan.
Gambar 5
3. Radiasi Dipole
Kami nyobian ngajelaskeun mékanisme dimana garis médan listrik dipisahkeun tina anteneu sareng ngabentuk gelombang rohangan bébas, sareng nyandak anteneu dipole sabagé conto.Sanaos panjelasan anu saderhana, éta ogé ngamungkinkeun jalma ningali sacara intuitif generasi gelombang rohangan bébas.Gambar 6(a) nembongkeun garis médan listrik anu dihasilkeun antara dua leungeun dipole nalika garis médan listrik pindah kaluar ku λ∕4 dina kuartal kahiji tina siklus.Pikeun conto ieu, anggap yén jumlah garis médan listrik anu kabentuk nyaéta 3. Dina kuartal saterusna siklus, tilu garis médan listrik aslina mindahkeun λ∕4 séjén (jumlahna λ∕2 ti titik awal), jeung dénsitas muatan dina konduktor mimiti ngurangan.Ieu bisa dianggap kabentuk ku bubuka muatan sabalikna, nu ngabolaykeun kaluar biaya on konduktor dina ahir satengah mimiti siklus nu.Garis médan listrik nu dihasilkeun ku muatan sabalikna nyaéta 3 sarta mindahkeun jarak λ∕4, nu digambarkeun ku garis dotted dina Gambar 6(b).
Hasil ahir nyaéta aya tilu garis médan listrik ka handap dina jarak λ∕4 kahiji jeung jumlah garis médan listrik kaluhur nu sarua dina jarak λ∕4 kadua.Kusabab teu aya muatan net dina anteneu, garis médan listrik kudu dipaksa pikeun misahkeun tina konduktor sarta ngagabungkeun babarengan pikeun ngabentuk loop katutup.Ieu ditémbongkeun dina Gambar 6(c).Dina satengah kadua, prosés fisik anu sami dituturkeun, tapi perhatikeun yén arahna sabalikna.Saatos éta, prosésna diulang sareng diteruskeun salamina, ngabentuk sebaran médan listrik anu sami sareng Gambar 4.
Gambar 6
Pikeun leuwih jéntré ngeunaan anteneu, mangga buka:
waktos pos: Jun-20-2024
