Вакте ки сухан меравадантеннаҳо, саволе, ки мардум бештар аз он нигарон аст, ин аст, ки "Радиатсия дар асл чӣ гуна ба даст меояд?" Майдони электромагнитие, ки манбаи сигнал тавлид мешавад, дар хатти интиқол ва дар дохили антенна чӣ гуна паҳн мешавад ва дар ниҳоят аз мавҷгир "ҷудо" шуда, мавҷи фазои озодро ташкил медиҳад.
1. Радиатсияи сими ягона
Фарз мекунем, ки зичии заряд, ки бо кв (кулон/м3) ифода шудааст, дар сими даврашакл бо масоҳати буриши а ва ҳаҷми V, тавре ки дар расми 1 нишон дода шудааст, яксон тақсим шудааст.
Расми 1
Заряди умумии Q дар ҳаҷми V ба самти z бо суръати якхелаи Vz (м/с) ҳаракат мекунад. Исбот кардан мумкин аст, ки зичии љараёни Jz дар ќитъаи сим чунин аст:
Jz = qv vz （1）
Агар сим аз ноқили идеалӣ сохта шуда бошад, зичии ҷорӣ Js дар сатҳи сим чунин аст:
Js = qs vz （2）
Дар куҷо qs зичии заряди рӯизаминӣ мебошад. Агар сим хеле борик бошад (идеалӣ, радиусаш 0 бошад), ҷараёни ҷараёни симро чунин ифода кардан мумкин аст:
Из = ql vz (3)
Дар куҷо ql (кулон/метр) пардохт барои як воҳиди дарозӣ аст.
Мо асосан ба симхои тунук дахл дорем ва хулосахо ба се холати боло дахл доранд. Агар ҷараён бо вақт тағйирёбанда бошад, ҳосилаи формулаи (3) нисбат ба вақт чунин аст:
(4)
аз суръатбахшии заряд аст. Агар дарозии сим l бошад, (4)-ро ба таври зерин навиштан мумкин аст:
(5)
Муодилаи (5) муносибати асосии байни ҷараён ва заряд, инчунин муносибати асосии радиатсияи электромагнитӣ мебошад. Оддӣ карда гӯем, барои тавлиди радиатсионӣ, бояд ҷараён ё суръатбахшии (ё сустшавии) заряд дар вақти тағйирёбанда мавҷуд бошад. Мо одатан ҷараёнро дар замимаҳои гармонияи вақт зикр мекунем ва заряд бештар дар замимаҳои муваққатӣ зикр мешавад. Барои ба вуҷуд овардани суръатбахшии заряд (ё оҳиста), сим бояд хам, печонида ва қатъ карда шавад. Ҳангоме ки заряд дар ҳаракати гармоники вақт меҷунбад, он инчунин шитоби даврии заряд (ё сустшавӣ) ё ҷараёни тағирёбандаи вақтро ба вуҷуд меорад. Бинобар ин:
1) Агар заряд ҳаракат накунад, ҷараён ва радиатсионӣ вуҷуд надорад.
2) Агар заряд бо суръати доимӣ ҳаракат кунад:
а. Агар сим рост ва дарозии беохир бошад, радиатсия вуҷуд надорад.
б. Агар сим хам бошад, қад кашад ё қатъ шавад, тавре ки дар расми 2 нишон дода шудааст, радиатсия вуҷуд дорад.
3) Агар заряд бо мурури замон ларзиш кунад, заряд хатто агар сим рост бошад хам, шуоъ мекунад.
Расми 2
Фаҳмиши сифатӣ дар бораи механизми радиатсионӣ тавассути дидани манбаи импульси ба сими кушод пайвастшуда, ки тавассути сарбории нӯги кушодаи он ба замин пайваст карда мешавад, тавре ки дар расми 2(г) нишон дода шудааст, гирифтан мумкин аст. Вақте, ки сим дар аввал энергия гирифта мешавад, зарядҳо (электронҳои озод) дар сим тавассути хатҳои майдони электрикии аз манбаъ тавлидшуда ба ҳаракат медароянд. Азбаски зарядҳо дар нӯги манбаи сим суръат мегиранд ва дар охири он инъикос мешаванд, суст мешаванд (шитоби манфӣ нисбат ба ҳаракати аввала), дар нӯги он ва дар қад-қади боқимондаи сим майдони радиатсионӣ ба вуҷуд меояд. Шитоби зарядҳо тавассути манбаи берунии қувва анҷом дода мешавад, ки зарядҳоро ба ҳаракат медарорад ва майдони радиатсионӣ ба вуҷуд меорад. Пастшавии зарядҳо дар нӯги сим тавассути қувваҳои дохилии бо майдони индуксионӣ алоқаманд ба амал меояд, ки дар натиҷаи ҷамъшавии зарядҳои консентратсионӣ дар нӯги сим ба амал меояд. Қувваҳои дохилӣ аз ҷамъшавии заряд энергия мегиранд, зеро суръати он дар нуги сим ба сифр кам мешавад. Аз ин рӯ, суръатбахшии зарядҳо аз ангезиши майдони барқӣ ва сустшавии зарядҳо дар натиҷаи қатъшавӣ ё ҳамвор будани муқовимати сим механизмҳои тавлиди шуоъҳои электромагнитӣ мебошанд. Ҳарчанд ҳам зичии ҷорӣ (Jc) ва ҳам зичии заряд (qv) истилоҳҳои сарчашма дар муодилаҳои Максвелл мебошанд, заряд як миқдори бунёдӣ ба ҳисоб меравад, махсусан барои майдонҳои муваққатӣ. Гарчанде ки ин шарҳи радиатсионӣ асосан барои ҳолатҳои муваққатӣ истифода мешавад, онро барои шарҳ додани радиатсияи ҳолати устувор низ истифода бурдан мумкин аст.
Якчанд аъло тавсия диҳедмаҳсулоти антеннаистеҳсол кардаастRFMISO:
RM-TCR406.4
RM-BCA082-4 (0,8-2 ГГц)
RM-SWA910-22 (9-10 ГГц)
2. Радиатсияи ду-симӣ
Манбаи шиддатро ба хати интиқоли дуноқил, ки ба мавҷгир васл шудааст, тавре ки дар расми 3(а) нишон дода шудааст, пайваст кунед. Додани шиддат ба хати ду-сим байни ноќилњо майдони электрї ба амал меояд. Хатҳои майдони электрикӣ ба электронҳои озод (аз атомҳо ба осонӣ ҷудо мешаванд) амал мекунанд ва онҳоро ба ҳаракат маҷбур мекунанд. Ҳаракати зарядҳо ҷараёнро ба вуҷуд меорад ва он дар навбати худ майдони магнитиро ба вуҷуд меорад.
Расми 3
Мо кабул кардем, ки хатхои майдони электр бо зарядхои мусбат огоз ёфта, бо зарядхои манфй ба охир мерасад. Албатта, онҳо низ метавонанд бо зарядҳои мусбат оғоз ва дар беохир анҷом; ё аз беохир сар карда бо зарядхои манфй анчом меёбад; ё ҳалқаҳои пӯшида ташкил медиҳанд, ки на бо ягон заряд оғоз ё хотима намеёбанд. Хатҳои майдони магнитӣ ҳамеша дар атрофи ноқилҳои ҷараёндор ҳалқаҳои пӯшида ташкил медиҳанд, зеро дар физика зарядҳои магнитӣ вуҷуд надоранд. Дар баъзе формулаҳои математикӣ зарядҳои магнитии баробар ва ҷараёнҳои магнитӣ ҷорӣ карда мешаванд, то дугонагии байни маҳлулҳои марбут ба қувва ва манбаъҳои магнитиро нишон диҳанд.
Хатҳои майдони электрикӣ, ки байни ду ноқил кашида шудаанд, барои нишон додани тақсимоти заряд кӯмак мекунанд. Агар мо фарз кунем, ки манбаи шиддат синусоид аст, мо интизорем, ки майдони электрикии байни ноқилҳо низ синусоидалӣ бо давраи баробар ба манба аст. Бузургии нисбии шиддати майдони электрикиро зичии хатхои майдони электр ифода карда, тирчахо самти нисбиро (мусбат ё манфй) нишон медиханд. Ҳосили майдонҳои электрикӣ ва магнитӣ дар байни ноқилҳо мавҷи электромагнитиро ба вуҷуд меорад, ки дар хати интиқол паҳн мешавад, ки дар расми 3(а) нишон дода шудааст. Мавҷи электромагнитӣ бо заряд ва ҷараёни мувофиқ ба антенна ворид мешавад. Агар як кисми сохти антеннаро, ки дар расми 3(б) нишон дода шудааст, дур кунем, мавчи озоди фазой бо рохи «пайваст кардани» нугхои кушодаи хатхои майдони электр (бо хатхои нухта нишон дода шудааст) ба вучуд меояд. Мавҷи фазои озод низ давравӣ аст, аммо нуқтаи фазаи доимии Р0 бо суръати рӯшноӣ ба берун ҳаракат мекунад ва дар ним давраи вақт масофаи λ/2 (то Р1) тай мекунад. Дар наздикии антенна нуқтаи доимии фаза P0 назар ба суръати рӯшноӣ тезтар ҳаракат мекунад ва дар нуқтаҳои дур аз антенна ба суръати рӯшноӣ наздик мешавад. Дар расми 4 тақсимоти майдони электрикии мавҷгири λ∕2 дар t = 0, t/8, t/4 ва 3T/8 нишон дода шудааст.
Расми 4 Тақсимоти майдони электрикии фазои озоди мавҷгири λ∕2 дар t = 0, t/8, t/4 ва 3T/8
Маълум нест, ки мавҷҳои ҳидоятшаванда чӣ гуна аз мавҷгир ҷудо мешаванд ва дар ниҳоят дар фазои озод паҳн мешаванд. Мо метавонем мавҷҳои фазоии раҳнамо ва озодро ба мавҷҳои об муқоиса кунем, ки метавонад дар натиҷаи санги дар як обанбор афтида ё бо роҳҳои дигар ба вуҷуд ояд. Вақте ки халалдоршавӣ дар об оғоз мешавад, мавҷҳои об ба вуҷуд меоянд ва ба берун паҳн мешаванд. Ҳатто агар халалдоршавӣ қатъ шавад, мавҷҳо қатъ намешаванд, балки ба пеш паҳн мешаванд. Агар халалдоршавй давом кунад, мунтазам мавчхои нав ба вучуд меоянд ва пахншавии ин мавчхо аз мавчхои дигар акиб мемонад.
Айнан ҳамин чиз ба мавҷҳои электромагнитӣ, ки дар натиҷаи халалдоршавии барқ тавлид мешаванд, дахл дорад. Агар халалдоршавии ибтидоии барқ аз манбаъ кӯтоҳмуддат бошад, мавҷҳои электромагнитии тавлидшуда дар дохили хати интиқол паҳн шуда, баъд ба мавҷгир дохил мешаванд ва дар ниҳоят ҳамчун мавҷҳои фазои озод паҳн мешаванд, гарчанде ки ҳаяҷон дигар вуҷуд надорад (мисли мавҷҳои обӣ). ва бетартибие, ки онҳо ба вуҷуд овардаанд). Агар халалдоршавии барқ пайваста бошад, мавҷҳои электромагнитӣ пайваста вуҷуд доранд ва ҳангоми паҳншавӣ аз паси онҳо зич пайравӣ мекунанд, тавре ки дар мавҷгири биконикалӣ дар расми 5 нишон дода шудааст. Вақте ки мавҷҳои электромагнитӣ дар дохили хатҳои интиқол ва мавҷгирҳо ҷойгиранд, мавҷудияти онҳо бо мавҷудияти қувваи барқ алоқаманд аст. заряд дар дохили кондуктор. Аммо, вақте ки мавҷҳо шуоъ мекунанд, онҳо як ҳалқаи пӯшидаро ташкил медиҳанд ва барои нигоҳ доштани мавҷудияти онҳо заряд нест. Ин моро ба хулосае меорад, ки:
Барангехтани майдон тезондан ва суст кардани зарядро талаб мекунад, аммо нигохубини киштзор суръат ва сустшавии зарядро талаб намекунад.
Расми 5
3. Радиатсияи диполӣ
Мо мекӯшем, ки механизми он, ки хатҳои майдони электрикӣ аз антенна ҷудо шуда, мавҷҳои фазои озодро ба вуҷуд меоранд, шарҳ диҳем ва антеннаи диполиро мисол гирем. Гарчанде ки ин шарҳи соддашуда аст, он инчунин ба одамон имкон медиҳад, ки тавлиди мавҷҳои фазои озодро ба таври интуитивӣ бубинанд. Дар расми 6(а) хатҳои майдони электрикие, ки дар байни ду бозуи дипол ба вуҷуд меоянд, ҳангоми ҳаракати хатҳои майдони электрикӣ дар семоҳаи аввали давра ба λ∕4 нишон дода шудааст. Барои ин мисол фарз кунем, ки шумораи хатҳои майдони электрикии ҳосилшуда 3 аст. Дар семоҳаи навбатии давра се хати аслии майдони электрикӣ боз λ∕4 ҳаракат мекунанд (ҷамъ λ∕2 аз нуқтаи ибтидоӣ), ва зичии заряд дар ноќил кам шудан мегирад. Онро метавон бо роҳи ворид кардани зарядҳои муқобил, ки дар охири нимаи аввали давра зарядҳои ноқилро аз байн мебарад, ташаккул ёфтааст. Хатҳои майдони электрикие, ки аз зарядҳои муқобил тавлид мешаванд, 3 мебошанд ва ба масофаи λ∕4 ҳаракат мекунанд, ки онро хатҳои нуқтадор дар расми 6(б) нишон медиҳанд.
Натиҷаи ниҳоӣ ин аст, ки дар масофаи аввал λ∕4 се хатти майдони электрикии ба поён ба поён ва дар масофаи дуюм λ∕4 ҳамон адад хатҳои майдони электрикии боло мавҷуд аст. Азбаски дар мавҷгир заряди холис мавҷуд нест, хатҳои майдони барқро маҷбур кардан лозим аст, ки аз ноқил ҷудо шаванд ва як ҳалқаи пӯшидаро ташкил кунанд. Ин дар расми 6(в) нишон дода шудааст. Дар нимаи дуюм, ҳамон як раванди физикӣ риоя карда мешавад, аммо қайд кунед, ки самт муқобил аст. Пас аз ин раванд такрор мешавад ва беохир давом мекунад ва тақсимоти майдони электрикиро ба монанди расми 4 ташкил медиҳад.
Расми 6
Барои гирифтани маълумоти бештар дар бораи антеннаҳо, лутфан боздид кунед:
Вақти фиристодан: июн-20-2024
