Gap kelgandaantennalar, odamlarni eng ko'p tashvishlantirayotgan savol "Radiatsiyaga aslida qanday erishiladi?"Signal manbai tomonidan yaratilgan elektromagnit maydon uzatish liniyasi bo'ylab va antenna ichida qanday tarqaladi va nihoyat, bo'sh kosmik to'lqinni hosil qilish uchun antennadan "ajraladi".
1. Bir simli nurlanish
Faraz qilaylik, qv (Kulon/m3) bilan ifodalangan zaryad zichligi 1-rasmda ko'rsatilganidek, tasavvurlar maydoni a va hajmi V bo'lgan dumaloq simda bir tekis taqsimlangan.
1-rasm
V hajmdagi umumiy zaryad Q z yo‘nalishida bir xil tezlikda Vz (m/s) bilan harakat qiladi.Telning kesimidagi oqim zichligi Jz ekanligini isbotlash mumkin:
Jz = qv vz （1）
Agar sim ideal o'tkazgichdan yasalgan bo'lsa, sim yuzasida Js oqim zichligi:
Js = qs vz （2）
Bu erda qs - sirt zaryadining zichligi.Agar sim juda nozik bo'lsa (ideal radius 0 bo'lsa), simdagi oqim quyidagicha ifodalanishi mumkin:
Iz = ql vz (3)
Bu erda ql (kulon/metr) - uzunlik birligi uchun to'lov.
Biz asosan nozik simlar bilan bog'liqmiz va xulosalar yuqoridagi uchta holatga tegishli.Agar oqim vaqt bo'yicha o'zgaruvchan bo'lsa, (3) formulaning vaqtga nisbatan hosilasi quyidagicha bo'ladi:
（4）
az - zaryad tezlanishi.Agar sim uzunligi l bo'lsa, (4) quyidagicha yozilishi mumkin:
（5）
Tenglama (5) - tok va zaryad o'rtasidagi asosiy munosabat, shuningdek, elektromagnit nurlanishning asosiy munosabati.Oddiy qilib aytganda, radiatsiya hosil qilish uchun vaqt bo'yicha o'zgaruvchan oqim yoki zaryadning tezlashishi (yoki sekinlashishi) bo'lishi kerak.Biz odatda vaqt-garmonik ilovalarda oqimni eslatib o'tamiz va to'lov ko'pincha vaqtinchalik ilovalarda eslatib o'tiladi.Zaryad tezlashishini (yoki sekinlashishini) hosil qilish uchun sim egilgan, katlanmış va uzluksiz bo'lishi kerak.Zaryad vaqt garmonik harakatda tebransa, u ham davriy zaryad tezlashishi (yoki sekinlashishi) yoki vaqt o'zgaruvchan tok hosil qiladi.Shuning uchun:
1) Zaryad harakat qilmasa, oqim va nurlanish bo'lmaydi.
2) Agar zaryad doimiy tezlikda harakat qilsa:
a.Agar sim tekis va cheksiz uzunlikdagi bo'lsa, nurlanish yo'q.
b.Agar sim 2-rasmda ko'rsatilganidek, egilgan, katlanmış yoki uzluksiz bo'lsa, radiatsiya mavjud.
3) Agar zaryad vaqt o'tishi bilan tebransa, sim to'g'ri bo'lsa ham zaryad nurlanadi.
2-rasm
Radiatsiya mexanizmini sifatli tushunish, 2-rasm (d) da ko'rsatilganidek, ochiq uchida yuk orqali erga ulangan ochiq simga ulangan impulsli manbaga qarash orqali olinishi mumkin.Simga dastlab quvvat berilganda, simdagi zaryadlar (erkin elektronlar) manba tomonidan yaratilgan elektr maydon chiziqlari tomonidan harakatga keltiriladi.Zaryadlar simning manba uchida tezlashtirilganligi va uning oxirida aks ettirilganda sekinlashishi (asl harakatga nisbatan manfiy tezlanish), uning uchlarida va simning qolgan qismi bo'ylab radiatsiya maydoni hosil bo'ladi.Zaryadlarning tezlashishi zaryadlarni harakatga keltiradigan va tegishli radiatsiya maydonini hosil qiluvchi tashqi kuch manbai tomonidan amalga oshiriladi.Simning uchlaridagi zaryadlarning sekinlashishi induktsiyalangan maydon bilan bog'liq bo'lgan ichki kuchlar tomonidan amalga oshiriladi, bu simning uchlarida konsentrlangan zaryadlarning to'planishi natijasida yuzaga keladi.Ichki kuchlar zaryadning to'planishidan energiya oladi, chunki uning tezligi simning uchlarida nolga kamayadi.Shuning uchun elektr maydoni qo'zg'alishi tufayli zaryadlarning tezlashishi va sim empedansining uzilish yoki silliq egri chizig'i tufayli zaryadlarning sekinlashishi elektromagnit nurlanishni hosil qilish mexanizmlari hisoblanadi.Garchi oqim zichligi (Jc) va zaryad zichligi (qv) Maksvell tenglamalarida manba atamalari bo'lsa-da, zaryad, ayniqsa, o'tkinchi maydonlar uchun asosiy miqdor hisoblanadi.Radiatsiyaning bu tushuntirishi asosan vaqtinchalik holatlar uchun qo'llanilsa ham, u barqaror holatdagi nurlanishni tushuntirish uchun ham ishlatilishi mumkin.
Bir nechta ajoyib narsalarni tavsiya etingantenna mahsulotlaritomonidan ishlab chiqarilganRFMISO:
RM-TCR406.4
RM-BCA082-4（0,8-2GHz)
RM-SWA910-22(9-10GHz)
2. Ikki simli nurlanish
3(a)-rasmda ko'rsatilganidek, kuchlanish manbasini antennaga ulangan ikki o'tkazgichli uzatish liniyasiga ulang.Ikki simli chiziqqa kuchlanish qo'llash o'tkazgichlar o'rtasida elektr maydoni hosil qiladi.Elektr maydon chiziqlari har bir o'tkazgichga ulangan erkin elektronlarga (atomlardan oson ajratilgan) ta'sir qiladi va ularni harakatga majbur qiladi.Zaryadlarning harakati oqim hosil qiladi, bu esa o'z navbatida magnit maydon hosil qiladi.
3-rasm
Biz elektr maydon chiziqlari musbat zaryadlar bilan boshlanib, manfiy zaryadlar bilan tugashini qabul qildik.Albatta, ular ham musbat zaryadlar bilan boshlanib, cheksizlikda tugashi mumkin;yoki cheksizlikdan boshlanib, manfiy zaryadlar bilan tugaydi;yoki hech qanday zaryad bilan boshlanmaydigan va tugamaydigan yopiq halqalarni hosil qiladi.Magnit maydon chiziqlari doimo oqim o'tkazuvchi o'tkazgichlar atrofida yopiq halqalarni hosil qiladi, chunki fizikada magnit zaryadlar yo'q.Ba'zi matematik formulalarda quvvat va magnit manbalarni o'z ichiga olgan echimlar o'rtasidagi ikkilikni ko'rsatish uchun ekvivalent magnit zaryadlar va magnit oqimlar kiritiladi.
Ikki o'tkazgich o'rtasida chizilgan elektr maydon chiziqlari zaryadning taqsimlanishini ko'rsatishga yordam beradi.Agar kuchlanish manbai sinusoidal deb hisoblasak, o'tkazgichlar orasidagi elektr maydoni ham manbaga teng davr bilan sinusoidal bo'lishini kutamiz.Elektr maydon kuchining nisbiy kattaligi elektr maydon chiziqlarining zichligi bilan ifodalanadi va o'qlar nisbiy yo'nalishni (ijobiy yoki salbiy) ko'rsatadi.Supero'tkazuvchilar orasidagi vaqt o'zgaruvchan elektr va magnit maydonlarning hosil bo'lishi, 3 (a)-rasmda ko'rsatilganidek, elektr uzatish liniyasi bo'ylab tarqaladigan elektromagnit to'lqinni hosil qiladi.Elektromagnit to'lqin antennaga zaryad va mos keladigan oqim bilan kiradi.Agar biz antenna strukturasining bir qismini olib tashlasak, 3-rasm (b) da ko'rsatilganidek, bo'sh joy to'lqini elektr maydon chiziqlarining ochiq uchlarini (nuqtali chiziqlar bilan ko'rsatilgan) "ulash" orqali hosil bo'lishi mumkin.Erkin fazo to'lqini ham davriydir, lekin doimiy fazali nuqta P0 yorug'lik tezligida tashqariga qarab harakat qiladi va yarim vaqt oralig'ida l/2 (P1 ga) masofani bosib o'tadi.Antenna yaqinida doimiy fazali nuqta P0 yorug'lik tezligidan tezroq harakat qiladi va antennadan uzoqroq nuqtalarda yorug'lik tezligiga yaqinlashadi.4-rasmda t = 0, t/8, t/4 va 3T/8 da l∕2 antennasining bo'sh joydagi elektr maydoni taqsimoti ko'rsatilgan.
4-rasm l∕2 antennasining t = 0, t/8, t/4 va 3T/8 da bo'sh joy elektr maydonining taqsimlanishi
Boshqariladigan to'lqinlar antennadan qanday ajratilgani va oxir-oqibat bo'sh bo'shliqda tarqalish uchun hosil bo'lganligi ma'lum emas.Biz boshqariladigan va bo'sh kosmik to'lqinlarni suv to'lqinlari bilan taqqoslashimiz mumkin, ular tinch suv havzasiga tosh tushishi yoki boshqa yo'llar bilan paydo bo'lishi mumkin.Suvdagi buzilish boshlangandan so'ng, suv to'lqinlari hosil bo'ladi va tashqariga tarqala boshlaydi.Agar buzilish to'xtasa ham, to'lqinlar to'xtamaydi, balki oldinga tarqalishda davom etadi.Agar buzilish davom etsa, doimiy ravishda yangi to'lqinlar paydo bo'ladi va bu to'lqinlarning tarqalishi boshqa to'lqinlardan orqada qoladi.
Xuddi shu narsa elektr buzilishlari natijasida hosil bo'lgan elektromagnit to'lqinlar uchun ham amal qiladi.Agar manbadan kelib chiqadigan dastlabki elektr buzilish qisqa muddatli bo'lsa, hosil bo'lgan elektromagnit to'lqinlar uzatish liniyasi ichida tarqaladi, so'ngra antennaga kiradi va nihoyat qo'zg'alish mavjud bo'lmasa ham (xuddi suv to'lqinlari kabi) bo'sh kosmik to'lqinlar sifatida tarqaladi. va ular yaratgan bezovtalik).Agar elektr buzilish uzluksiz bo'lsa, elektromagnit to'lqinlar uzluksiz mavjud bo'lib, tarqalish vaqtida ularning orqasidan yaqindan kuzatib boradi, 5-rasmda ko'rsatilgan bikonik antennada ko'rsatilgan. Elektromagnit to'lqinlar uzatish liniyalari va antennalar ichida bo'lsa, ularning mavjudligi elektr tokining mavjudligi bilan bog'liq. o'tkazgich ichidagi zaryad.Biroq, to'lqinlar nurlanganda, ular yopiq halqa hosil qiladi va ularning mavjudligini saqlab qolish uchun hech qanday zaryad yo'q.Bu bizni shunday xulosaga olib keladi:
Maydonning qo'zg'alishi zaryadning tezlashishi va sekinlashishini talab qiladi, lekin maydonni saqlash zaryadning tezlashishi va sekinlashishini talab qilmaydi.
5-rasm
3. Dipol nurlanish
Biz elektr maydon chiziqlarining antennadan uzilib, bo'sh fazo to'lqinlarini hosil qilish mexanizmini tushuntirishga harakat qilamiz va dipol antennani misol qilib olamiz.Garchi bu soddalashtirilgan tushuntirish bo'lsa-da, u odamlarga bo'sh kosmik to'lqinlarning paydo bo'lishini intuitiv ravishda ko'rish imkonini beradi.6(a)-rasmda elektr maydon chiziqlari siklning birinchi choragida l∕4 ga tashqariga harakat qilganda dipolning ikki qo‘li o‘rtasida hosil bo‘ladigan elektr maydon chiziqlari ko‘rsatilgan.Bu misol uchun, hosil bo'lgan elektr maydon chiziqlari soni 3 ga teng deb faraz qilaylik. Tsiklning keyingi choragida dastlabki uchta elektr maydon chizig'i yana l∕4 (boshlang'ich nuqtadan jami l∕2) harakat qiladi. va o'tkazgichdagi zaryad zichligi pasayishni boshlaydi.Tsiklning birinchi yarmi oxirida o'tkazgichdagi zaryadlarni bekor qiladigan qarama-qarshi zaryadlarni kiritish orqali hosil bo'lgan deb hisoblash mumkin.Qarama-qarshi zaryadlar hosil qilgan elektr maydon chiziqlari 3 ga teng va l∕4 masofaga siljiydi, bu 6(b)-rasmdagi nuqtali chiziqlar bilan ifodalanadi.
Yakuniy natija shundan iboratki, birinchi l∕4 masofada uchta pastga yo'naltirilgan elektr maydon chizig'i va ikkinchi l∕4 masofada bir xil miqdordagi yuqoriga qarab elektr maydon chiziqlari mavjud.Antennada aniq zaryad yo'qligi sababli, elektr maydon chiziqlari o'tkazgichdan ajralib, yopiq halqa hosil qilish uchun birlashishi kerak.Bu 6-rasmda (c) ko'rsatilgan.Ikkinchi yarmida bir xil jismoniy jarayon kuzatiladi, ammo yo'nalish qarama-qarshi ekanligini unutmang.Shundan so'ng, jarayon takrorlanadi va cheksiz davom etadi va 4-rasmga o'xshash elektr maydon taqsimotini hosil qiladi.
6-rasm
Antennalar haqida ko'proq ma'lumot olish uchun tashrif buyuring:
Yuborilgan vaqt: 20-iyun-2024
