Antenden gelen radyasyon neye benziyor?

Sadece meraktan, Google Görseller anten aradı ve genellikle neyi gösterir gibi bir şey bu . Bu yüzden bir antenin dairesel ve eşit bir şekilde yayıldığını gerçekten düşündüm. Ama bir antenin özelliklerini okuduğumda ve DBI ve Polarizasyon gibi terimleri anladıkça kafam karıştı. Benim sorum şu: Bir antenden yayılan sinyal gerçekten neye benziyor?

Güncelleme

Örneğin, nasıl bu çizebilirsiniz lineer polarizasyon içeride bu ?

Bu görüntü:

Sadece bir çizim, hiçbir anlamı yok. Antenin radyasyon düzenini hiçbir şekilde temsil etmez!

Temel olarak tüm antenler EM dalgalarını her yöne yayar (ve alır). Bununla birlikte, tasarıma bağlı olarak, bir yönde çok iyi yayılmayabilir ve almayabilir, ancak bunu farklı bir yönde çok iyi yapabilir. Bunlar aşağıdaki radyasyon modellerindeki kırmızı kısımlardır.

Gerçek Anten radyasyon kalıpları şöyle görünür:

Bu durumda izotropik bir radyatör için.

Ya da bir çanak anten için:

Anten türleri kadar radyasyon paterni vardır.

Anten tasarımcıları, belirli bir anten yapısının anten radyasyon modelini hesaplamak / simüle etmek için genellikle bir EM simülatörü, örneğin CST kullanır.

Bu doğrusal polarizasyonu radyasyon modelinde nasıl çizebiliriz?

Bu radyasyon paternleri kutuplaşmayı göstermez. Polarizasyon genellikle antenin uzunluğu yönünde olduğundan, anteni nasıl yerleştirdiğinize de bağlıdır. Tabii ki, radyasyon paterni bu yerleşim ile de değişir.

Gerçekten anten türüne bağlıdır. Google buna muhtemelen benden daha iyi resimlerle cevap verecektir ( Google "anten radyasyon modeli" ).

Radyasyon şeklini esas olarak 2 çeşit anten ayırt edeceksiniz:

Yönlü: Enerjisinin çoğunu bir yönde (ön), bir kısmı zıt yönde (arka) yayarlar ve Sinyalin küçük bir kısmı anten etrafında dağıtılırlar, ancak çok daha az güçle. Gibi bir şey:

^{Kaynak: Wikipedia}

Çok Yönlü: İdeal olarak çok yönlü (x, y, z) bir anten, 3 yerine 2 eksende çok yönlü olanlar olarak imkansız olsa da, radyasyon paterni bir çörek olarak tanımlanır. Daha fazla bağlantı gönderilemiyor, ancak Google'da

İlgileniyorsanız anten türlerinin çoğunun oldukça eksiksiz bir listesi: www.antenna-theory.com/m/antennas/main.php

DÜZENLEME: Anten sinyalinin kutupsallığı hakkındaki yorumlarınız için, şüphenizin dalgaların havada hangi yoldan yaptıkları modelden daha fazla seyahat ettiği ile ilgili olduğunu tahmin ediyorum.

@FakeMoustache tarafından gönderilen diyagramlar uzaydaki dalgaların yoğunluğunu gösterir, bu EM dalgaları kullandığımız anten türüyle tanımlanan bir polariteye sahiptir. Sonunda, polarite, ovanın aşağıdaki resimde gösterildiği gibi E alanı tarafından belirlenen X veya Y (So dikey veya yatay polarizasyon) olan puls hareket ettiği anlamına gelir.

EM dalgalarının şeklini mi soruyorsunuz? Öyle görünüyor.

Diğer cevaplar bunu göstermiyor. Bunun yerine, watt yönüne karşı grafikleri ("radyasyon paterni") veya voltaj ve mesafeye karşı grafikleri (gerilim sinüs dalgası) gösterirler. Ancak "watt / cm ^ 2" uzayda bir yön değil ve radyasyon grafiği desen dalgaların şeklini göstermez. Ve voltaj bir yön değildir, böylece "polarizasyon grafiği" enine dalgaları tasvir etmez; alan yoğunluğunu yalnızca dar düz bir çizgi boyunca gösterir.

Örneğin, nasıl bu çizebilirsiniz lineer polarizasyon içeride bu ?

Bunların hiçbiri gerçek EM dalgalarını göstermez. İkincisi EM şekillerinin değil, güç çıkışının bir grafiğidir. Birincisi, enine yönlerin değil, bir voltaj ve manyetik potansiyel grafiğidir.

Antenden gelen gerçek EM dalgaları küre dalgalarıdır. Güç seviyesi dalgaların şeklini değiştirmez. Küre dalgaları sinüs şeklinde kıpırdatmaz. Bir kuleden yayıldıklarında, radyo kulelerinin pop-kültür çizimlerinde gösterildiği gibi, uçtan değil, kulenin tabanından başlayarak (toprak bağlantısından) yayılırlar. En yoğun dalgalar yatay olarak hareket eder. Dikey olarak yoğunluk sıfırdır.

İşte e-alan çizgilerinin MIT açık eğitim yazılımı animasyonu merkezdeki küçük bir dipol anteninden gelen ve EM dalgalarının . EM dalgaları genişleyen eş merkezli küreler şeklini alır. Dikey yönde dalga yoğunluğunun sıfır olduğunu, yatay yönde ise maksimum olduğunu unutmayın. Bu videoda, bir dipol yerine bir kule anteni için, zemin yüzeyini göstermek için yatay bir çizgi çizeriz, sonra yeryüzündeki dalgaları sileriz.

Yukarıdaki animasyon sadece EM küre dalgalarının e-alan kısmını göstermektedir. Manyetik bileşen de orada: e-alan akısına 90 derece doğrultuda akı daireleri. Aşağıdaki gibi:

İki yaygın yanlış anlamadan sakının:

1. EM dalgaları Aether? Hayır!
   Aslında, EM dalgaları bir ortamın hareketi değildir. Hiçbir “madde” saptırılmaz ve boş alanda sinüs dalgası şeklinde değildir. EM alanlarının akı çizgileri sinüs dalgalarına benzemez. Evet, e-alanı ve b-alanı akısının sayısal değerlerini çizersek, sinüs dalgaları elde ederiz. Ancak "gerilim" ve "manyetizma" yön değildir, bu nedenle grafik kutuplaşmayı tasvir etmez:Uzayda sinüs dalgası göstermez. Enine akı çizgilerinin ve polarize EM dalgalarının gerçek şeklini görselleştirmek için, alanlar dalga hareketinin yönünü 90 derece gösterecek şekilde yukarıdaki MIT animasyonuna bakın. Ve bu animasyondaki sinüs dalgalarının eksikliğine dikkat edin. Sinüs dalgaları sadece akı yoğunluğunda (akı çizgilerinin farklı konumlardaki aralıklarında) ortaya çıkar, ancak boş alanda sinüs şeklindeki eğriler olarak ortaya çıkmaz.

2. EM dalgaları yayın kulesinin ucundan yayılıyor mu? Yanlış.
   Yayın kulelerinin sayısız pop kültürü çizimleri kulenin ucundan gelen radyo dalgalarını göstermektedir. Hayır, olmadı. Dalgalar aslında tabandan geliyor. Buna göre, Marconi ve Tesla arasındaki savaşı hatırlıyorum, Tesla, radyo yayınlarının kule tabanından geldiği ve toprakta elektrik akımları içerdiği konusunda ısrar ediyor. Tesla, VLF ve uzun dalga yayılımının birçok yönü hakkında doğru olmasına rağmen savaşı kaybetti. Marconi kazanan oldu, tarihi yazmaya başladı, belki de "kule ucundan dalgalar" ile ilgili tüm bu şeyler Marconi'den kaynaklandı? Tesla'nın yayılan dalgaların daha doğru tanımını reddetmek için yanlış yönlendirilmiş bir girişim olarak mı?