Pag abot samga antenna, ang pangutana nga labing gikabalak-an sa mga tawo mao ang "Giunsa gyud pagkab-ot ang radyasyon?" Sa unsang paagi ang electromagnetic field nga namugna sa signal source mokaylap pinaagi sa transmission line ug sa sulod sa antenna, ug sa kataposan "mibulag" gikan sa antenna aron maporma ang usa ka free space wave.
1. Single wire radiation
Atong hunahunaon nga ang densidad sa singil, nga gipahayag ingon qv (Coulomb/m3), parehas nga giapod-apod sa usa ka circular wire nga adunay cross-sectional area sa a ug usa ka volume sa V, ingon sa gipakita sa Figure 1.
Hulagway 1
Ang kinatibuk-ang charge Q sa volume V nagalihok sa z direksyon sa usa ka uniporme nga gikusgon Vz (m/s). Mapamatud-an nga ang kasamtangan nga densidad Jz sa cross section sa wire mao ang:
Jz = qv vz （1）
Kung ang wire gihimo sa usa ka sulundon nga konduktor, ang kasamtangan nga Densidad Js sa ibabaw sa wire mao ang:
Js = qs vz （2）
Diin ang qs mao ang densidad sa bayad sa nawong. Kung ang wire nipis kaayo (mas maayo, ang radius mao ang 0), ang kasamtangan sa wire mahimong ipahayag nga:
Iz = ql vz (3)
Diin ang ql (coulomb/meter) mao ang bayad kada yunit nga gitas-on.
Nag-una kami nga nabalaka sa nipis nga mga alambre, ug ang mga konklusyon magamit sa tulo nga mga kaso sa ibabaw. Kung ang kasamtangan nag-usab-usab sa panahon, ang gigikanan sa pormula (3) kalabot sa oras mao ang mosunod:
(4)
Ang az mao ang pagpadali sa bayad. Kung ang gitas-on sa wire mao ang l, (4) mahimong isulat ingon sa mosunod:
（5）
Ang equation (5) mao ang sukaranan nga relasyon tali sa karon ug bayad, ug usab ang sukaranan nga relasyon sa electromagnetic radiation. Sa yano nga pagkasulti, aron makahimo og radiation, kinahanglan adunay usa ka pagbag-o sa panahon nga karon o pagpadali (o paghinay) sa bayad. Among kasagarang hisgotan ang kasamtangan sa time-harmonic nga mga aplikasyon, ug ang bayad kasagarang gihisgotan sa lumalabay nga mga aplikasyon. Aron makamugna og pagpatulin (o deceleration), ang alambre kinahanglang bawog, pil-on, ug hunongon. Kung mag-oscillate ang charge sa time-harmonic motion, mopatungha usab kini og periodic charge acceleration (o deceleration) o time-varying current. Busa:
1) Kung ang bayad dili molihok, wala’y kasamtangan ug wala’y radiation.
2) Kung ang bayad molihok sa kanunay nga tulin:
a. Kung ang wire tul-id ug walay kinutuban ang gitas-on, walay radiation.
b. Kung ang alambre gibawog, gipilo, o gihunong, sama sa gipakita sa Figure 2, adunay radiation.
3) Kung ang bayad mag-oscillate sa paglabay sa panahon, ang bayad modan-ag bisan kung ang wire tul-id.
Hulagway 2
Ang usa ka kwalitatibo nga pagsabut sa mekanismo sa radiation mahimong makuha pinaagi sa pagtan-aw sa usa ka pulsed nga gigikanan nga konektado sa usa ka bukas nga wire nga mahimong i-ground pinaagi sa usa ka load sa bukas nga tumoy niini, ingon sa gipakita sa Figure 2 (d). Sa diha nga ang wire sa sinugdanan kusog, ang mga singil (libre nga mga electron) sa wire gipalihok sa mga linya sa electric field nga namugna sa tinubdan. Samtang ang mga singil gipaspasan sa gigikanan nga tumoy sa wire ug gipahinay (negatibo nga pagpatulin kalabot sa orihinal nga paglihok) kung gipakita sa katapusan niini, usa ka natad sa radyasyon ang namugna sa mga tumoy niini ug ubay sa nahabilin nga wire. Ang pagpadali sa mga singil nahimo pinaagi sa usa ka eksternal nga gigikanan sa kusog nga nagtakda sa mga singil sa paglihok ug nagpatungha sa kauban nga natad sa radiation. Ang pagkunhod sa mga singil sa mga tumoy sa wire nahimo sa mga internal nga pwersa nga may kalabutan sa naaghat nga uma, nga gipahinabo sa pagtipon sa mga konsentrado nga mga singil sa mga tumoy sa wire. Ang mga internal nga pwersa makakuha og kusog gikan sa pagtipon sa bayad samtang ang katulin niini mikunhod ngadto sa zero sa mga tumoy sa wire. Busa, ang pagpatulin sa mga singil tungod sa paghinam-hinam sa natad sa kuryente ug ang pagkunhod sa mga singil tungod sa paghunong o hapsay nga kurba sa wire impedance mao ang mga mekanismo alang sa pagmugna sa electromagnetic radiation. Bisan tuod ang kasamtangang densidad (Jc) ug densidad sa karga (qv) maoy mga termino sa tinubdan sa mga ekwasyon ni Maxwell, ang singil gikonsiderar nga mas sukaranang gidaghanon, ilabina sa mga lumalabay nga natad. Bisan tuod kini nga katin-awan sa radiation kay kasagarang gigamit alang sa lumalabay nga mga estado, kini mahimo usab nga gamiton sa pagpatin-aw sa steady-state radiation.
Girekomenda ang pipila nga maayo kaayomga produkto sa antennagigama saRFMISO:
RM-TCR406.4
RM-BCA082-4（0.8-2GHz)
RM-SWA910-22(9-10GHz)
2. Duha ka wire nga radiation
Ikonektar ang usa ka tinubdan sa boltahe sa usa ka linya sa transmission nga duha ka konduktor nga konektado sa usa ka antenna, ingon sa gipakita sa Figure 3 (a). Ang pagpadapat sa boltahe sa duha ka wire nga linya makamugna og electric field tali sa mga konduktor. Ang mga linya sa kuryente naglihok sa libre nga mga electron (dali nga nahimulag sa mga atomo) nga konektado sa matag konduktor ug gipugos sila sa paglihok. Ang paglihok sa mga singil nagpatunghag kasamtangan, nga sa baylo nagmugna og magnetic field.
Hulagway 3
Gidawat namon nga ang mga linya sa kuryente nagsugod sa positibo nga mga singil ug natapos sa mga negatibo nga singil. Siyempre, mahimo usab silang magsugod sa positibo nga mga singil ug matapos sa infinity; o magsugod sa infinity ug matapos sa negatibo nga mga sumbong; o paghimo og sirado nga mga galong nga dili magsugod o matapos sa bisan unsang mga sumbong. Ang mga linya sa magnetic field kanunay nga nagporma og sirado nga mga loop sa palibot sa mga konduktor nga nagdala karon tungod kay wala’y mga magnetic charge 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 nga mga tinubdan.
Ang mga linya sa kuryente nga gilaraw tali sa duha ka konduktor makatabang sa pagpakita sa pag-apod-apod sa bayad. Kung atong hunahunaon nga ang tinubdan sa boltahe mao ang sinusoidal, atong gilauman nga ang electric field tali sa mga konduktor mahimo usab nga sinusoidal nga adunay panahon nga katumbas sa gigikanan. Ang relatibong gidak-on sa kusog sa natad sa kuryente girepresentahan sa densidad sa mga linya sa natad sa elektrisidad, ug ang mga pana nagpaila sa paryente nga direksyon (positibo o negatibo). Ang henerasyon sa nag-usab-usab nga mga electric ug magnetic field tali sa mga konduktor nagporma og electromagnetic wave nga mokaylap subay sa transmission line, sama sa gipakita sa Figure 3(a). Ang electromagnetic wave mosulod sa antenna nga adunay bayad ug ang katugbang nga kasamtangan. Kung atong kuhaon 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 nga linya). Ang free-space wave kay periodic usab, apan ang constant-phase point nga P0 mobalhin sa gawas sa gikusgon sa kahayag ug mobiyahe sa gilay-on nga λ/2 (ngadto sa P1) sulod sa tunga sa yugto sa panahon. Duol sa antenna, ang kanunay nga hugna nga punto P0 molihok nga mas paspas kay sa katulin sa kahayag ug moduol sa gikusgon sa kahayag sa mga punto nga layo sa antenna. Ang Figure 4 nagpakita sa free-space nga electric field distribution sa λ∕2 antenna sa t = 0, t/8, t/4, ug 3T/8.
Figure 4 Libre nga espasyo sa electric field distribution sa λ∕2 antenna sa t = 0, t/8, t/4 ug 3T/8
Wala mahibal-an kung giunsa ang pagbulag sa 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 mga balud sa kawanangan ngadto sa mga balud sa tubig, nga mahimong tungod sa usa ka bato nga nahulog sa usa ka kalmado nga lawas sa tubig o sa ubang mga paagi. Sa diha nga ang kasamok sa tubig magsugod, ang mga balud sa tubig mamugna ug magsugod sa pagkaylap sa gawas. Bisan kung ang kasamok mohunong, ang mga balud dili mohunong apan nagpadayon sa pagkaylap sa unahan. Kung ang kasamok magpadayon, ang mga bag-ong balud kanunay nga namugna, ug ang pagsabwag niini nga mga balud labi ka layo sa ubang mga balud.
Tinuod usab kini alang sa mga electromagnetic wave nga namugna sa mga kasamok sa kuryente. Kung ang inisyal nga kasamok sa elektrisidad gikan sa gigikanan mubo ra, ang mga electromagnetic wave nga namugna mokaylap sa sulod sa linya sa transmission, dayon mosulod sa antenna, ug sa katapusan modan-ag ingon nga libre nga mga balud sa wanang, bisan kung wala na ang kahinam (sama sa mga balud sa tubig. ug ang kasamok nga ilang gibuhat). Kung ang kasamok sa elektrisidad padayon, ang mga electromagnetic nga balud padayon nga naglungtad ug nagsunod pag-ayo sa ilang luyo sa panahon sa pagpadaghan, ingon sa gipakita sa biconical antenna nga gipakita sa Figure 5. Kung ang mga electromagnetic waves naa sa sulod sa mga linya sa transmission ug antenna, ang ilang paglungtad adunay kalabotan sa paglungtad sa electric. charge sulod sa konduktor. Bisan pa, kung ang mga balud gipadan-ag, kini usa ka sirado nga loop ug wala’y bayad aron mapadayon ang ilang paglungtad. Kini nagdala kanato ngadto sa konklusyon nga:
Ang kahinam sa kapatagan nanginahanglan pagpatulin ug paghinay sa bayad, apan ang pagmentinar sa uma wala magkinahanglan og pagpadali ug paghinay sa bayad.
Hulagway 5
3. Dipole Radiation
Gisulayan namon nga ipatin-aw ang mekanismo diin ang mga linya sa electric field mibulag gikan sa antenna ug nagporma og mga free-space waves, ug gikuha ang dipole antenna isip pananglitan. Bisan kung kini usa ka gipasimple nga pagpatin-aw, kini usab nagtugot sa mga tawo nga makita nga intuitively ang henerasyon sa mga free-space waves. Ang Figure 6(a) nagpakita sa mga linya sa electric field nga namugna tali sa duha ka bukton sa dipole kung ang mga linya sa electric field mobalhin sa gawas pinaagi sa λ∕4 sa unang quarter sa cycle. Alang niini nga pananglitan, isipon nato nga ang gidaghanon sa mga linya sa electric field nga naporma mao ang 3. Sa sunod nga quarter sa cycle, ang orihinal nga tulo ka electric field lines mobalhin og laing λ∕4 (usa ka total nga λ∕2 gikan sa sinugdanan), ug ang densidad sa bayad sa konduktor nagsugod sa pagkunhod. Mahimo kini isipon nga naporma pinaagi sa pagpaila sa kaatbang nga mga singil, nga kanselahon ang mga singil sa konduktor sa katapusan sa unang katunga sa siklo. Ang mga linya sa kuryente nga namugna sa kaatbang nga mga singil mao ang 3 ug naglihok sa layo nga λ∕4, nga girepresentahan sa mga tuldok nga linya sa Figure 6(b).
Ang kataposang resulta mao nga adunay tulo ka paubos nga linya sa natad sa kuryente sa unang λ∕4 nga distansiya ug sa samang gidaghanon sa pataas nga linya sa natad sa kuryente sa ikaduhang λ∕4 nga distansiya. Tungod kay walay net charge sa antenna, ang mga linya sa electric field kinahanglang pugson sa pagbulag gikan sa konduktor ug maghiusa aron mahimong closed loop. Kini gipakita sa Figure 6(c). Sa ikaduha nga 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 usa ka pag-apod-apod sa kuryente nga parehas sa Figure 4.
Hulagway 6
Aron makakat-on pa bahin sa mga antenna, palihug bisitaha ang:
Oras sa pag-post: Hun-20-2024
