Gələndəantenalar, insanları ən çox maraqlandıran sual "Radiasiya əslində necə əldə edilir?"Siqnal mənbəyi tərəfindən yaradılan elektromaqnit sahəsi ötürmə xəttində və antenanın daxilində necə yayılır və nəhayət, boş kosmik dalğa yaratmaq üçün antenadan "ayrır".
1. Tək telli şüalanma
Fərz edək ki, qv (Coulomb/m3) kimi ifadə olunan yük sıxlığı Şəkil 1-də göstərildiyi kimi en kəsiyi a və həcmi V olan dairəvi naqildə bərabər paylanmışdır.
Şəkil 1
V həcmindəki ümumi yük Q z istiqamətində vahid sürətlə Vz (m/s) ilə hərəkət edir.Sübut edilə bilər ki, naqilin kəsişməsində cərəyan sıxlığı Jz:
Jz = qv vz （1）
Əgər məftil ideal keçiricidən hazırlanırsa, naqilin səthindəki cərəyan sıxlığı Js:
Js = qs vz （2）
Burada qs səth yükünün sıxlığıdır.Tel çox nazikdirsə (ideal olaraq radius 0-dır), naqildəki cərəyan aşağıdakı kimi ifadə edilə bilər:
Iz = ql vz (3)
Burada ql (kulon/metr) vahid uzunluğa görə ödənişdir.
Biz əsasən nazik məftillərlə maraqlanırıq və nəticələr yuxarıda göstərilən üç vəziyyətə aiddir.Əgər cərəyan zamanla dəyişirsə, zamana görə (3) düsturunun törəməsi aşağıdakı kimidir:
（4）
az şarj sürətidir.Əgər telin uzunluğu l olarsa, (4) aşağıdakı kimi yazıla bilər:
（5）
Tənlik (5) cərəyan və yük arasındakı əsas əlaqə, həmçinin elektromaqnit şüalanmasının əsas əlaqəsidir.Sadə dillə desək, radiasiya yaratmaq üçün zamanla dəyişən cərəyan və ya yükün sürətlənməsi (yaxud yavaşlaması) olmalıdır.Biz adətən zaman harmonik tətbiqlərdə cərəyanı qeyd edirik və ödəniş ən çox keçici tətbiqlərdə qeyd olunur.Yük sürətlənməsini (və ya yavaşlamasını) yaratmaq üçün tel əyilmiş, bükülmüş və kəsilməlidir.Yük zaman-harmonik hərəkətdə salındıqda, o, həmçinin dövri yük sürətlənməsi (və ya yavaşlaması) və ya zamanla dəyişən cərəyan yaradacaq.Buna görə də:
1) Əgər yük hərəkət etmirsə, cərəyan və şüalanma olmayacaq.
2) Əgər yük sabit sürətlə hərəkət edirsə:
a.Tel düz və sonsuz uzunluqdadırsa, radiasiya yoxdur.
b.Şəkil 2-də göstərildiyi kimi məftil əyilmiş, bükülmüş və ya kəsilmişsə, şüalanma var.
3) Əgər yük zamanla salınırsa, tel düz olsa belə, yük şüalanacaq.
Şəkil 2
Şüalanma mexanizminin keyfiyyətcə başa düşülməsi Şəkil 2(d)-də göstərildiyi kimi, açıq ucunda yük vasitəsilə torpaqlaşdırıla bilən açıq naqillə birləşdirilmiş impulslu mənbəyə baxmaqla əldə edilə bilər.Naqilə ilkin olaraq enerji verildikdə, naqildəki yüklər (sərbəst elektronlar) mənbənin yaratdığı elektrik sahəsi xətləri ilə hərəkətə gətirilir.Yüklər naqilin mənbə ucunda sürətləndirildiyi və ucunda əks olunduqda ləngidiyi üçün (ilkin hərəkətə nisbətən mənfi sürətlənmə) onun uclarında və telin qalan hissəsi boyunca radiasiya sahəsi yaranır.Yüklərin sürətləndirilməsi yükləri hərəkətə gətirən və əlaqəli radiasiya sahəsini yaradan xarici qüvvə mənbəyi tərəfindən həyata keçirilir.Naqilin uclarında yüklərin ləngiməsi induksiya sahəsi ilə əlaqəli daxili qüvvələr tərəfindən həyata keçirilir ki, bu da telin uclarında cəmlənmiş yüklərin yığılması nəticəsində yaranır.Daxili qüvvələr naqilin uclarında sürəti sıfıra endiyi üçün yükün yığılmasından enerji qazanır.Buna görə də, elektrik sahəsinin həyəcanlanması səbəbindən yüklərin sürətlənməsi və naqil empedansının kəsilməməsi və ya hamar əyrisi səbəbindən yüklərin yavaşlaması elektromaqnit şüalanmasının yaranması mexanizmləridir.Hər iki cərəyan sıxlığı (Jc) və yük sıxlığı (qv) Maksvell tənliklərində mənbə terminləri olsa da, yük xüsusilə keçici sahələr üçün daha fundamental kəmiyyət hesab olunur.Radiasiyanın bu izahı əsasən keçici vəziyyətlər üçün istifadə olunsa da, sabit vəziyyət radiasiyasını izah etmək üçün də istifadə edilə bilər.
Bir neçə əla tövsiyə edinanten məhsullarıtərəfindən istehsal edilmişdirRFMISO:
RM-TCR406.4
RM-BCA082-4（0,8-2GHz)
RM-SWA910-22(9-10GHz)
2. İki telli şüalanma
Şəkil 3(a)-da göstərildiyi kimi, gərginlik mənbəyini antenaya qoşulmuş ikikeçirici ötürmə xəttinə qoşun.İki naqilli xəttə gərginlik tətbiq etməklə keçiricilər arasında elektrik sahəsi yaranır.Elektrik sahə xətləri hər bir keçirici ilə əlaqəli sərbəst elektronlara (atomlardan asanlıqla ayrılır) təsir edir və onları hərəkət etməyə məcbur edir.Yüklərin hərəkəti cərəyan yaradır, bu da öz növbəsində maqnit sahəsi yaradır.
Şəkil 3
Elektrik sahə xətlərinin müsbət yüklərlə başlayıb mənfi yüklərlə bitdiyini qəbul etdik.Təbii ki, onlar da müsbət yüklərlə başlayıb sonsuzluqda bitə bilər;və ya sonsuzluqdan başlayıb mənfi yüklərlə bitir;və ya heç bir yüklə başlamayan və bitməyən qapalı dövrələr əmələ gətirir.Maqnit sahəsi xətləri həmişə cərəyan keçirən keçiricilərin ətrafında qapalı döngələr əmələ gətirir, çünki fizikada maqnit yükləri yoxdur.Bəzi riyazi düsturlarda güc və maqnit mənbələrini əhatə edən həllər arasında ikiliyi göstərmək üçün ekvivalent maqnit yükləri və maqnit cərəyanları təqdim edilir.
İki keçirici arasında çəkilmiş elektrik sahəsi xətləri yükün paylanmasını göstərməyə kömək edir.Gərginlik mənbəyinin sinusoidal olduğunu fərz etsək, keçiricilər arasındakı elektrik sahəsinin də mənbəyə bərabər bir dövrlə sinusoidal olmasını gözləyirik.Elektrik sahəsinin gücünün nisbi böyüklüyü elektrik sahəsinin xətlərinin sıxlığı ilə təmsil olunur və oxlar nisbi istiqaməti (müsbət və ya mənfi) göstərir.Keçiricilər arasında zamanla dəyişən elektrik və maqnit sahələrinin yaranması Şəkil 3(a)-da göstərildiyi kimi ötürücü xətt boyunca yayılan elektromaqnit dalğası əmələ gətirir.Elektromaqnit dalğası yük və müvafiq cərəyanla antenaya daxil olur.Şəkil 3(b)-də göstərildiyi kimi, anten strukturunun bir hissəsini çıxarsaq, elektrik sahəsinin xətlərinin açıq uclarını (nöqtəli xətlərlə göstərilmişdir) “birləşdirmək” yolu ilə boş boşluq dalğası yarana bilər.Sərbəst fəza dalğası da dövri xarakter daşıyır, lakin sabit fazalı P0 nöqtəsi işıq sürəti ilə xaricə doğru hərəkət edir və yarım müddət ərzində λ/2 (P1-ə) məsafə qət edir.Antenanın yaxınlığında sabit fazalı P0 nöqtəsi işıq sürətindən daha sürətli hərəkət edir və antenadan uzaq nöqtələrdə işıq sürətinə yaxınlaşır.Şəkil 4-də t = 0, t/8, t/4 və 3T/8-də λ∕2 antenanın boş yer elektrik sahəsinin paylanması göstərilir.
Şəkil 4 t = 0, t/8, t/4 və 3T/8-də λ∕2 antenanın sərbəst fəza elektrik sahəsinin paylanması
İdarə olunan dalğaların antenadan necə ayrıldığı və nəticədə boş məkanda yayılmaq üçün əmələ gəldiyi məlum deyil.Biz idarə olunan və sərbəst kosmik dalğaları su dalğaları ilə müqayisə edə bilərik ki, bu da sakit su hövzəsinə atılan daş və ya başqa yollarla yarana bilər.Suda narahatlıq başladıqdan sonra su dalğaları yaranır və xaricə yayılmağa başlayır.Narahatlıq dayansa belə, dalğalar dayanmır, əksinə irəliləməyə davam edir.Narahatlıq davam edərsə, daim yeni dalğalar yaranır və bu dalğaların yayılması digər dalğalardan geri qalır.
Eyni şey elektrik pozuntuları nəticəsində yaranan elektromaqnit dalğalarına da aiddir.Mənbədən gələn ilkin elektrik pozuntusu qısa müddətlidirsə, yaranan elektromaqnit dalğaları ötürmə xəttinin daxilində yayılır, sonra antennaya daxil olur və həyəcan artıq mövcud olmasa da (eynilə su dalğaları kimi) nəhayət, boş kosmik dalğalar kimi yayılır. və onların yaratdığı narahatlıq).Elektrik pozğunluğu davamlıdırsa, elektromaqnit dalğaları Şəkil 5-də göstərilən ikikonik antenada göstərildiyi kimi, yayılma zamanı davamlı olaraq mövcuddur və onları yaxından izləyir. Elektromaqnit dalğaları ötürmə xətləri və antenaların içərisində olduqda, onların mövcudluğu elektrik cərəyanının mövcudluğu ilə əlaqədardır. dirijorun içərisində yükləyin.Lakin dalğalar şüalandıqda qapalı dövrə əmələ gətirir və onların mövcudluğunu saxlamaq üçün heç bir yük yoxdur.Bu bizi belə bir nəticəyə gətirir:
Sahənin həyəcanlanması yükün sürətlənməsini və yavaşlamasını tələb edir, lakin sahənin saxlanması yükün sürətləndirilməsini və yavaşlamasını tələb etmir.
Şəkil 5
3. Dipol radiasiya
Elektrik sahə xətlərinin antenadan qoparaq sərbəst fəza dalğaları əmələ gətirmə mexanizmini izah etməyə çalışırıq və dipol antennasını nümunə götürürük.Baxmayaraq ki, bu, sadələşdirilmiş izahatdır, həm də insanlara sərbəst fəza dalğalarının əmələ gəlməsini intuitiv şəkildə görməyə imkan verir.Şəkil 6(a) elektrik sahəsinin xətləri dövrün birinci rübündə λ∕4 kənara doğru hərəkət etdikdə dipolun iki qolu arasında yaranan elektrik sahə xətlərini göstərir.Bu misal üçün fərz edək ki, əmələ gələn elektrik sahə xətlərinin sayı 3-dür. Dövrün növbəti rübündə ilkin üç elektrik sahəsi daha bir λ∕4 (başlanğıc nöqtəsindən cəmi λ∕2) hərəkət edir. və keçiricidə yük sıxlığı azalmağa başlayır.Dövrün birinci yarısının sonunda dirijordakı yükləri ləğv edən əks yüklərin daxil edilməsi ilə formalaşmış hesab edilə bilər.Əks yüklərin yaratdığı elektrik sahə xətləri 3-dür və λ∕4 məsafədə hərəkət edir ki, bu da Şəkil 6(b)-də nöqtəli xətlərlə təmsil olunur.
Yekun nəticə budur ki, birinci λ∕4 məsafədə üç aşağı elektrik sahəsi xətti və ikinci λ∕4 məsafədə eyni sayda yuxarı elektrik sahəsi var.Antenada xalis yük olmadığından, elektrik sahəsinin xətləri keçiricidən ayrılmağa məcbur edilməli və qapalı dövrə yaratmaq üçün birləşməlidir.Bu, Şəkil 6(c)-də göstərilmişdir.İkinci yarıda eyni fiziki proses izlənilir, lakin istiqamətin əksinə olduğunu qeyd edin.Bundan sonra proses təkrarlanır və qeyri-müəyyən müddətə davam edərək Şəkil 4-ə bənzər elektrik sahəsinin paylanması əmələ gətirir.
Şəkil 6
Antenalar haqqında daha çox məlumat əldə etmək üçün müraciət edin:
Göndərmə vaxtı: 20 iyun 2024-cü il
