Lè li riveantèn, kesyon ki plis enkyete moun yo se "Kijan radyasyon an reyèlman rive?" Kijan chan elektwomayetik ki pwodui pa sous siyal la gaye nan liy transmisyon an ak andedan antèn lan, epi finalman "separe" de antèn lan pou fòme yon vag espas lib.
1. Radyasyon fil sèl
Ann sipoze ke dansite chaj la, ki eksprime kòm qv (Coulomb/m3), distribye inifòmman nan yon fil sikilè ki gen yon sifas seksyonèl a ak yon volim V, jan yo montre nan Figi 1.
Figi 1
Chaj total Q nan volim V a deplase nan direksyon z a ak yon vitès inifòm Vz (m/s). Nou ka pwouve ke dansite kouran Jz sou seksyon fil la se:
Jz = qv vz (1)
Si fil la fèt ak yon kondiktè ideyal, dansite kouran Js sou sifas fil la se:
Js = qs vz (2)
Kote qs se dansite chaj sifas la. Si fil la trè mens (idealman, reyon an se 0), kouran ki nan fil la ka eksprime kòm:
Iz = ql vz (3)
Kote ql (koulomb/mèt) se chaj pa inite longè.
Nou sitou konsène ak fil mens, epi konklizyon yo aplike nan twa ka ki anwo yo. Si kouran an varye avèk tan, derive fòmil (3) anrapò ak tan an se jan sa a:
(4)
az se akselerasyon chaj la. Si longè fil la se l, (4) ka ekri jan sa a:
(5)
Ekwasyon (5) lan se relasyon debaz ki genyen ant kouran ak chaj, epi tou relasyon debaz radyasyon elektwomayetik la. Senpleman, pou pwodui radyasyon, dwe gen yon kouran oswa yon akselerasyon (oswa yon deselerasyon) chaj ki varyab nan tan. Nou anjeneral mansyone kouran nan aplikasyon amonik tan, epi chaj pi souvan mansyone nan aplikasyon tranzitwa. Pou pwodui akselerasyon (oswa deselerasyon) chaj, fil la dwe koube, pliye, epi diskontinu. Lè chaj la osile nan mouvman amonik tan, li pral pwodui tou akselerasyon (oswa deselerasyon) chaj peryodik oswa kouran ki varyab nan tan. Se poutèt sa:
1) Si chaj la pa deplase, p ap gen kouran e p ap gen radyasyon.
2) Si chaj la deplase ak yon vitès konstan:
a. Si fil la dwat e li gen yon longè enfini, pa gen radyasyon.
b. Si fil la pliye, pliye, oswa li pa kontinyèl, jan yo montre nan Figi 2, gen radyasyon.
3) Si chaj la varye sou tan, chaj la ap gaye menm si fil la dwat.
Figi 2
Ou ka jwenn yon konpreyansyon kalitatif sou mekanis radyasyon an lè w gade yon sous pulsasyon ki konekte ak yon fil ouvè ki ka konekte a tè atravè yon chaj nan bout ouvè li, jan yo montre nan Figi 2(d). Lè fil la resevwa enèji okòmansman, chaj yo (elektwon lib) ki nan fil la mete an mouvman pa liy chan elektrik sous la pwodui yo. Pandan chaj yo akselere nan bout sous fil la epi yo ralanti (akselerasyon negatif parapò ak mouvman orijinal la) lè yo reflete nan bout li, yon chan radyasyon pwodui nan bout li yo ak sou rès fil la. Akselerasyon chaj yo akonpli pa yon sous fòs ekstèn ki mete chaj yo an mouvman epi ki pwodui chan radyasyon ki asosye a. Deselerasyon chaj yo nan bout fil la akonpli pa fòs entèn ki asosye ak chan pwovoke a, ki koze pa akimilasyon chaj konsantre nan bout fil la. Fòs entèn yo pran enèji nan akimilasyon chaj la pandan vitès li diminye a zewo nan bout fil la. Se poutèt sa, akselerasyon chaj yo akòz eksitasyon chan elektrik la ak deselerasyon chaj yo akòz diskontinuite a oswa koub lis enpedans fil la se mekanis pou jenerasyon radyasyon elektwomayetik. Malgre ke dansite kouran (Jc) ak dansite chaj (qv) se tèm sous nan ekwasyon Maxwell yo, chaj konsidere kòm yon kantite ki pi fondamantal, espesyalman pou chan tranzitwa yo. Malgre ke eksplikasyon radyasyon sa a sitou itilize pou eta tranzitwa, li kapab tou itilize pou eksplike radyasyon eta fiks.
Rekòmande plizyè ekselanpwodwi antènfabrike paRFMISO:
RM-TCR406.4
RM-BCA082-4 (0.8-2GHz)
RM-SWA910-22 (9-10GHz)
2. Radyasyon de fil
Konekte yon sous vòltaj ak yon liy transmisyon de kondiktè ki konekte ak yon antèn, jan yo montre nan Figi 3(a). Lè w aplike vòltaj sou liy de fil la, sa jenere yon chan elektrik ant kondiktè yo. Liy chan elektrik yo aji sou elektwon lib yo (ki fasil pou separe ak atòm yo) ki konekte ak chak kondiktè epi fòse yo deplase. Mouvman chaj yo jenere kouran, ki an vire jenere yon chan mayetik.
Figi 3
Nou aksepte ke liy chan mayetik yo kòmanse ak chaj pozitif epi fini ak chaj negatif. Natirèlman, yo kapab kòmanse tou ak chaj pozitif epi fini nan lenfini; oubyen kòmanse nan lenfini epi fini ak chaj negatif; oubyen fòme bouk fèmen ki pa ni kòmanse ni fini ak okenn chaj. Liy chan mayetik yo toujou fòme bouk fèmen otou kondiktè ki pote kouran paske pa gen chaj mayetik nan fizik. Nan kèk fòmil matematik, yo prezante chaj mayetik ak kouran mayetik ekivalan pou montre dualite ki genyen ant solisyon ki enplike sous pouvwa ak sous mayetik.
Liy chan elektrik ki trase ant de kondiktè yo ede montre distribisyon chaj la. Si nou sipoze ke sous vòltaj la se sinisoyidal, nou espere chan elektrik ki genyen ant kondiktè yo se sinisoyidal tou ak yon peryòd egal a sous la. Magnitud relatif fòs chan elektrik la reprezante pa dansite liy chan elektrik yo, epi flèch yo endike direksyon relatif la (pozitif oswa negatif). Jenerasyon chan elektrik ak mayetik ki varye nan tan ant kondiktè yo fòme yon ond elektwomayetik ki pwopaje sou liy transmisyon an, jan yo montre nan Figi 3(a). Ond elektwomayetik la antre nan antèn nan ak chaj la ak kouran ki koresponn lan. Si nou retire yon pati nan estrikti antèn nan, jan yo montre nan Figi 3(b), yon ond espas lib ka fòme lè yo "konekte" bout ouvè liy chan elektrik yo (liy pwentiye yo montre). Ond espas lib la peryodik tou, men pwen faz konstan P0 a deplase deyò nan vitès limyè epi li vwayaje yon distans λ/2 (pou rive nan P1) nan mwatye yon peryòd tan. Toupre antèn nan, pwen faz konstan P0 a deplase pi vit pase vitès limyè a epi li apwoche vitès limyè a nan pwen ki lwen antèn nan. Figi 4 la montre distribisyon chan elektrik antèn λ∕2 la nan espas lib nan t = 0, t/8, t/4, ak 3T/8.
Figi 4 Distribisyon chan elektrik nan espas vid antèn λ∕2 la nan t = 0, t/8, t/4 ak 3T/8
Yo pa konnen kijan ond gide yo separe ak antèn nan epi finalman fòme pou yo gaye nan espas lib. Nou ka konpare ond gide ak espas lib ak ond dlo, ki ka koze pa yon wòch ki tonbe nan yon kò dlo kalm oswa nan lòt fason. Yon fwa twoub la kòmanse nan dlo a, ond dlo yo pwodui epi yo kòmanse gaye deyò. Menm si twoub la sispann, ond yo pa sispann men yo kontinye gaye pou pi devan. Si twoub la pèsiste, nouvo ond yo pwodui toujou, epi pwopagasyon ond sa yo an reta dèyè lòt ond yo.
Menm bagay la tou vre pou ond elektwomayetik ki pwodui pa twoub elektrik yo. Si twoub elektrik inisyal ki soti nan sous la dire yon ti tan, ond elektwomayetik ki pwodui yo gaye andedan liy transmisyon an, answit antre nan antèn nan, epi finalman gaye kòm ond espas lib, menm si eksitasyon an pa prezan ankò (menm jan ak ond dlo yo ak twoub yo te kreye a). Si twoub elektrik la kontinyèl, ond elektwomayetik yo egziste kontinyèlman epi yo swiv yo byen pre pandan pwopagasyon, jan yo montre nan antèn bikonik ki montre nan Figi 5 la. Lè ond elektwomayetik yo andedan liy transmisyon ak antèn, egzistans yo gen rapò ak egzistans chaj elektrik andedan kondiktè a. Sepandan, lè ond yo gaye, yo fòme yon bouk fèmen epi pa gen okenn chaj pou kenbe egzistans yo. Sa mennen nou nan konklizyon ke:
Eksitasyon chan elektrik la mande akselerasyon ak deselerasyon chaj la, men antretyen chan elektrik la pa mande akselerasyon ak deselerasyon chaj la.
Figi 5
3. Radyasyon Dipòl
Nou eseye eksplike mekanis ki fè liy chan elektrik yo separe ak antèn nan epi fòme ond espas lib, epi nou pran antèn dipòl la kòm egzanp. Malgre ke se yon eksplikasyon senplifye, li pèmèt tou moun wè entwitivman jenerasyon ond espas lib yo. Figi 6(a) montre liy chan elektrik ki pwodui ant de bra dipòl la lè liy chan elektrik yo deplase deyò pa λ∕4 nan premye ka sik la. Pou egzanp sa a, ann sipoze ke kantite liy chan elektrik ki fòme a se 3. Nan pwochen ka sik la, twa liy chan elektrik orijinal yo deplase yon lòt λ∕4 (yon total de λ∕2 apati pwen depa a), epi dansite chaj sou kondiktè a kòmanse diminye. Nou ka konsidere li fòme pa entwodiksyon chaj opoze, ki anile chaj yo sou kondiktè a nan fen premye mwatye sik la. Liy chan elektrik ki pwodui pa chaj opoze yo se 3 epi yo deplase yon distans λ∕4, ki reprezante pa liy pwentiye yo nan Figi 6(b).
Rezilta final la se ke gen twa liy chan elektrik desandan nan premye distans λ∕4 la epi menm kantite liy chan elektrik desandan nan dezyèm distans λ∕4 la. Piske pa gen okenn chaj nèt sou antèn lan, liy chan elektrik yo dwe fòse pou separe de kondiktè a epi konbine ansanm pou fòme yon bouk fèmen. Sa montre nan Figi 6(c). Nan dezyèm mwatye a, menm pwosesis fizik la swiv, men note ke direksyon an opoze. Apre sa, pwosesis la repete epi li kontinye endefiniman, fòme yon distribisyon chan elektrik menm jan ak Figi 4.
Figi 6
Pou aprann plis bagay sou antèn yo, tanpri vizite:
Lè piblikasyon an: 20 jen 2024
