Kon bahin samga antena, ang pangutana nga labing gikabalak-an sa mga tawo mao ang "Giunsa gyud pagkab-ot ang radiation?" Giunsa man pagkaylap sa electromagnetic field nga namugna sa tinubdan sa signal agi sa transmission line ug sulod sa antenna, ug sa katapusan "mobulag" gikan sa antenna aron maporma ang usa ka free space wave.
1. Radyasyon sa usa ka alambre
Atong hunahunaon nga ang charge density, nga gipahayag isip qv (Coulomb/m3), parehas nga giapod-apod sa usa ka lingin nga alambre nga adunay cross-sectional area nga a ug volume nga V, sama sa gipakita sa Figure 1.
Hulagway 1
Ang kinatibuk-ang karga Q sa volume V naglihok sa direksyon nga z sa parehas nga tulin nga Vz (m/s). Mapamatud-an nga ang densidad sa karon nga Jz sa cross section sa alambre mao ang:
Jz = qv vz （1）
Kon ang alambre hinimo sa usa ka sulundon nga konduktor, ang densidad sa karon nga Js sa nawong sa alambre mao ang:
Js = qs vz （2）
Diin ang qs mao ang surface charge density. Kon ang alambre nipis kaayo (sa sulundon nga paagi, ang radius kay 0), ang kuryente sa alambre mahimong ipahayag sama sa:
Iz = ql vz (3)
Diin ang ql (coulomb/meter) mao ang karga kada yunit sa gitas-on.
Kasagaran, ang among gihisgutan mao ang nipis nga mga alambre, ug ang mga konklusyon magamit sa tulo ka mga kaso sa ibabaw. Kung ang kuryente nag-usab-usab sa oras, ang derivative sa pormula (3) kalabot sa oras mao ang mosunod:
（4）
Ang az mao ang pagpadali sa karga. Kon ang gitas-on sa alambre kay l, ang (4) mahimong isulat sama sa mosunod:
（5）
Ang Equation (5) mao ang sukaranang relasyon tali sa kuryente ug karga, ug usab ang sukaranang relasyon sa electromagnetic radiation. Sa yanong pagkasulti, aron makahimo og radiation, kinahanglan adunay time-varying current o acceleration (o deceleration) sa karga. Kasagaran natong hisgutan ang kuryente sa mga time-harmonic application, ug ang karga kanunay nga gihisgutan sa mga transient application. Aron makahimo og charge acceleration (o deceleration), ang wire kinahanglan nga ibaluktot, ipilo, ug dili padayon. Kung ang karga mo-oscillate sa time-harmonic motion, kini usab makahimo og periodic charge acceleration (o deceleration) o time-varying current. Busa:
1) Kon ang karga dili molihok, walay kuryente ug walay radyasyon.
2) Kon ang karga molihok sa makanunayong tulin:
a. Kon ang alambre tul-id ug walay kinutuban ang gitas-on, walay radyasyon.
b. Kon ang alambre nabawog, napilo, o wala’y sumpay, sama sa gipakita sa Hulagway 2, adunay radyasyon.
3) Kon ang karga mo-oscillate sa paglabay sa panahon, ang karga mo-radiate bisan kon tul-id ang alambre.
Hulagway 2
Ang kwalitatibo nga pagsabot sa mekanismo sa radyasyon makuha pinaagi sa pagtan-aw sa usa ka pulsed source nga konektado sa usa ka bukas nga alambre nga mahimong i-ground pinaagi sa usa ka load sa bukas nga tumoy niini, sama sa gipakita sa Figure 2(d). Kung ang alambre sa sinugdanan gipaandar, ang mga karga (libre nga mga electron) sa alambre gipaandar sa mga linya sa electric field nga namugna sa tinubdan. Samtang ang mga karga gipaspasan sa tumoy sa alambre ug gipahinay (negatibo nga pagpaspasan kalabot sa orihinal nga paglihok) kung makita sa tumoy niini, usa ka radiation field ang namugna sa mga tumoy niini ug sa nahabilin nga bahin sa alambre. Ang pagpaspasan sa mga karga nahimo pinaagi sa usa ka eksternal nga tinubdan sa puwersa nga nagpaandar sa mga karga ug nagpatungha sa kaubang radiation field. Ang pagpahinay sa mga karga sa mga tumoy sa alambre nahimo pinaagi sa internal nga pwersa nga nalangkit sa induced field, nga gipahinabo sa pagtapok sa mga concentrated charge sa mga tumoy sa alambre. Ang internal nga pwersa nakakuha og enerhiya gikan sa pagtapok sa karga samtang ang katulin niini mikunhod ngadto sa zero sa mga tumoy sa alambre. Busa, ang pagpadali sa mga karga tungod sa pag-excite sa electric field ug ang paghinay sa mga karga tungod sa discontinuity o hamis nga kurba sa wire impedance mao ang mga mekanismo alang sa pagmugna sa electromagnetic radiation. Bisan tuod ang current density (Jc) ug charge density (qv) parehong mga source term sa mga equation ni Maxwell, ang charge giisip nga usa ka mas sukaranan nga kantidad, labi na alang sa mga transient field. Bisan tuod kini nga pagpasabut sa radiation gigamit labi na alang sa mga transient states, mahimo usab kini gamiton aron ipasabut ang steady-state radiation.
Irekomendar ang pipila ka maayo kaayomga produkto sa antenagihimo niRFMISO:
RM-TCR406.4
RM-BCA082-4（0.8-2GHz)
RM-SWA910-22(9-10GHz)
2. Duha ka alambre nga radyasyon
Ikonektar ang tinubdan sa boltahe ngadto sa duha ka konduktor nga linya sa transmisyon nga konektado sa usa ka antenna, sama sa gipakita sa Figure 3(a). Ang pag-apply og boltahe sa duha ka alambre nga linya makamugna og electric field taliwala sa mga konduktor. Ang mga linya sa electric field molihok sa mga libreng electron (dali nga mabulag gikan sa mga atomo) nga konektado sa matag konduktor ug mopugos kanila sa paglihok. Ang paglihok sa mga karga makamugna og kuryente, nga sa baylo makamugna og magnetic field.
Hulagway 3
Atong gidawat nga ang mga linya sa electric field magsugod sa positibo nga mga karga ug matapos sa negatibo nga mga karga. Siyempre, mahimo usab kini magsugod sa positibo nga mga karga ug matapos sa walay kinutuban; o magsugod sa walay kinutuban ug matapos sa negatibo nga mga karga; o magporma og sirado nga mga loop nga dili magsugod o matapos sa bisan unsang mga karga. Ang mga linya sa magnetic field kanunay nga nagporma og sirado nga mga loop palibot sa mga konduktor nga nagdala og kuryente tungod kay walay magnetic charges sa pisika. Sa pipila ka mga pormula sa matematika, ang katumbas nga magnetic charges ug magnetic currents gipaila aron ipakita ang duality tali sa mga solusyon nga naglambigit sa gahum ug magnetic sources.
Ang mga linya sa electric field nga gidrowing taliwala sa duha ka konduktor makatabang sa pagpakita sa distribusyon sa charge. Kon atong hunahunaon nga ang tinubdan sa boltahe kay sinusoidal, atong gilauman nga ang electric field taliwala sa mga konduktor kay sinusoidal usab nga adunay period nga katumbas sa tinubdan. Ang relatibong gidak-on sa kusog sa electric field girepresentahan sa densidad sa mga linya sa electric field, ug ang mga pana nagpakita sa relatibong direksyon (positibo o negatibo). Ang pagmugna sa time-varying electric ug magnetic fields taliwala sa mga konduktor nagporma og electromagnetic wave nga mokatap subay sa transmission line, sama sa gipakita sa Figure 3(a). Ang electromagnetic wave mosulod sa antenna uban ang charge ug ang katugbang nga current. Kon atong tangtangon ang bahin sa istruktura sa antenna, sama sa gipakita sa Figure 3(b), ang usa ka free-space wave mahimong maporma pinaagi sa "pagkonektar" sa bukas nga mga tumoy sa mga linya sa electric field (gipakita sa mga tuldok-tuldok nga linya). Ang free-space wave periodic usab, apan ang constant-phase point nga P0 molihok pagawas sa speed sa kahayag ug mobiyahe sa gilay-on nga λ/2 (ngadto sa P1) sulod sa tunga sa period sa panahon. Duol sa antenna, ang constant-phase point nga P0 molihok nga mas paspas kay sa katulin sa kahayag ug moduol sa katulin sa kahayag sa mga punto nga layo sa antenna. Ang Figure 4 nagpakita sa free-space electric field distribution sa λ/2 antenna sa t = 0, t/8, t/4, ug 3T/8.
Hulagway 4 Distribusyon sa electric field sa libreng espasyo sa λ/2 antenna sa t = 0, t/8, t/4 ug 3T/8
Wala mahibal-i kung giunsa pagbulag ang mga giya nga balud gikan sa antenna ug sa katapusan naporma aron mokaylap sa libre nga wanang. Mahimo natong itandi ang giya ug libre nga wanang nga mga balud sa tubig, nga mahimong hinungdan sa usa ka bato nga nahulog sa usa ka malinawon nga katubigan o sa ubang mga paagi. Sa higayon nga magsugod na ang kagubot sa tubig, ang mga balud sa tubig mamugna ug magsugod sa pagkaylap pagawas. Bisan kung mohunong ang kagubot, ang mga balud dili mohunong apan magpadayon sa pagkaylap sa unahan. Kung magpadayon ang kagubot, ang mga bag-ong balud kanunay nga mamugna, ug ang pagkaylap niini nga mga balud mas ulahi sa ubang mga balud.
Mao usab kini ang tinuod alang sa mga electromagnetic waves nga namugna sa mga electrical disturbances. Kung ang inisyal nga electrical disturbance gikan sa tinubdan mubo ra ang gidugayon, ang mga electromagnetic waves nga namugna mokaylap sulod sa transmission line, dayon mosulod sa antenna, ug sa katapusan mo-radiate isip free space waves, bisan kung wala na ang excitation (sama sa mga water waves ug sa disturbance nga ilang gihimo). Kung ang electrical disturbance padayon, ang mga electromagnetic waves padayon nga anaa ug mosunod sa ilang luyo atol sa propagation, sama sa gipakita sa biconical antenna nga gipakita sa Figure 5. Kung ang mga electromagnetic waves naa sa sulod sa mga transmission lines ug antenna, ang ilang paglungtad may kalabutan sa paglungtad sa electric charge sulod sa conductor. Bisan pa, kung ang mga balud i-radiate, kini maporma nga usa ka closed loop ug walay charge aron mapadayon ang ilang paglungtad. Kini magdala kanato sa konklusyon nga:
Ang pag-excite sa field nanginahanglan og acceleration ug deceleration sa charge, apan ang pagmentinar sa field wala magkinahanglan og acceleration ug deceleration sa charge.
Hulagway 5
3. Radiasyon sa Dipole
Atong sulayan pagpasabot ang mekanismo diin ang mga linya sa electric field mobulag gikan sa antenna ug moporma og free-space waves, ug gamiton ang dipole antenna isip ehemplo. Bisan og kini usa ka gipasimple nga pagpasabot, kini usab nagtugot sa mga tawo nga makita ang pagmugna og free-space waves. Ang Figure 6(a) nagpakita sa mga linya sa electric field nga namugna taliwala sa duha ka bukton sa dipole kung ang mga linya sa electric field molihok pagawas sa λ/4 sa unang quarter sa cycle. Alang niini nga ehemplo, atong hunahunaon nga ang gidaghanon sa mga linya sa electric field nga naporma kay 3. Sa sunod nga quarter sa cycle, ang orihinal nga tulo ka linya sa electric field molihok og laing λ/4 (usa ka total nga λ/2 gikan sa starting point), ug ang charge density sa conductor magsugod sa pagkunhod. Mahimo kining isipon nga naporma pinaagi sa pagpaila sa magkaatbang nga mga karga, nga nagkansela sa mga karga sa conductor sa katapusan sa unang katunga sa cycle. Ang mga linya sa electric field nga namugna sa magkaatbang nga mga karga kay 3 ug molihok sa gilay-on nga λ/4, nga girepresentahan sa mga tuldok-tuldok nga linya sa Figure 6(b).
Ang katapusang resulta mao nga adunay tulo ka paubos nga linya sa electric field sa unang λ/4 nga distansya ug parehas nga gidaghanon sa pataas nga linya sa electric field sa ikaduhang λ/4 nga distansya. Tungod kay walay net charge sa antenna, ang mga linya sa electric field kinahanglan nga pugson nga mobulag gikan sa konduktor ug maghiusa aron maporma ang usa ka closed loop. Gipakita kini sa Figure 6(c). Sa ikaduhang bahin, ang parehas nga pisikal nga proseso gisunod, apan timan-i nga ang direksyon sukwahi. Pagkahuman niana, ang proseso gisubli ug nagpadayon hangtod sa hangtod, nga nagporma og distribusyon sa electric field nga susama sa Figure 4.
Hulagway 6
Para sa dugang impormasyon bahin sa mga antenna, bisitaha ang:
Oras sa pag-post: Hunyo-20-2024
