ווען עס קומט צואַנטענעס, די פראגע וואס מענטשן זענען מערסט באזארגט וועגן איז "ווי ווערט טאקע ראדיאציע דערגרייכט?" ווי אזוי פארשפרייט זיך דאס עלעקטראמאגנעטישע פעלד וואס ווערט גענערירט דורך דעם סיגנאל מקור דורך דער טראנסמיסיע ליניע און אינעווייניג אין דער אנטענע, און צום סוף "טיילט זיך" אפ פון דער אנטענע צו פארמירן א פריי-פלאץ כוואליע.
1. איין דראָט ראַדיאַציע
לאָמיר אָננעמען אַז די לאָדונג געדיכטקייט, אויסגעדריקט ווי qv (קולאָמב/m3), איז גלייך פאַרשפּרייט אין אַ קייַלעכדיק דראָט מיט אַ קראָס-סעקשאַנאַל שטח פון a און אַ באַנד פון V, ווי געוויזן אין פיגור 1.
פיגור 1
די גאַנצע לאָדונג Q אין באַנד V באַוועגט זיך אין דער z ריכטונג מיט אַ גלייכמעסיקער גיכקייט Vz (m/s). מען קען באַווײַזן אַז די קראַנט געדיכטקייט Jz אויף דעם קראָס-סעקשאַן פֿון דראָט איז:
יז = קװ וויז (1)
אויב דער דראָט איז געמאַכט פֿון אַן אידעאַלן קאַנדאַקטאָר, איז די קראַנט געדיכטקייט Js אויף דער דראָט ייבערפלאַך:
דזש = qs וויז (2)
וואו qs איז די ייבערפלאַך לאָדונג געדיכטקייט. אויב דער דראָט איז זייער דין (אידעאַל, דער ראַדיוס איז 0), קען דער קראַנט אין דראָט אויסגעדריקט ווערן ווי:
איז = ק"ל וויז (3)
וואו ql (קולאם/מעטער) איז די לאדונג פער איינהייט לענג.
מיר זענען בעיקר באַזאָרגט וועגן דין דראָטן, און די מסקנות זענען גילטיק פֿאַר די אויבן דערמאָנטע דריי פֿאַלן. אויב דער קראַנט איז צייט-ווערייִרנדיק, איז די דעריוואַטיוו פֿון פֿאָרמולע (3) אין באַצוג צו צייט ווי פֿאָלגט:
(4)
az איז די לאַדונג אַקסעלעראַציע. אויב די דראָט לענג איז l, קען (4) געשריבן ווערן ווי פאלגנד:
(5)
גלייכונג (5) איז די גרונטלעכע באַציִונג צווישן קראַנט און לאָד, און אויך די גרונטלעכע באַציִונג פון עלעקטראָמאַגנעטישע ראַדיאַציע. פשוט געזאָגט, צו פּראָדוצירן ראַדיאַציע, מוז זיין אַ צייט-ווערייִרנדיקער קראַנט אָדער אַקסעלעראַציע (אָדער דיסעלעראַציע) פון לאָד. מיר דערמאָנען געוויינטלעך קראַנט אין צייט-האַרמאָנישע אַפּליקאַציעס, און לאָד ווערט רובֿ מאָל דערמאָנט אין טראַנזיענט אַפּליקאַציעס. כּדי צו פּראָדוצירן לאָד אַקסעלעראַציע (אָדער דיסעלעראַציע), מוז דער דראָט זיין געבויגן, געפאָלטן און נישט קאָנטינויִערלעך. ווען די לאָד אָסצילירט אין צייט-האַרמאָנישער באַוועגונג, וועט עס אויך פּראָדוצירן פּעריִאָדישע לאָד אַקסעלעראַציע (אָדער דיסעלעראַציע) אָדער צייט-ווערייִרנדיקן קראַנט. דעריבער:
1) אויב די לאָדונג באַוועגט זיך נישט, וועט נישט זיין קיין קראַנט און קיין ראַדיאַציע.
2) אויב די לאָדונג באַוועגט זיך מיט אַ קאָנסטאַנטער גיכקייט:
א. אויב דער דראָט איז גלייך און אומענדלעך אין לענג, איז נישטאָ קיין ראַדיאַציע.
ב. אויב דער דראָט איז געבויגן, געפאַלטן, אדער נישט קאָנטינויִערלעך, ווי געוויזן אין פיגור 2, איז דאָ ראַדיאַציע.
3) אויב די לאָדונג אָסצילירט מיט דער צייט, וועט די לאָדונג שטראַלן אפילו אויב דער דראָט איז גלייך.
פיגור 2
א קוואליטאטיווע פארשטענדעניש פון דעם שטראלונג מעכאניזם קען מען באקומען דורך קוקן אויף א געפולסטע מקור פארבונדן צו אן אפענעם דראט וואס קען ווערן געארדנט דורך א לאסט ביי זיין אפענעם עק, ווי געוויזן אין פיגור 2(ד). ווען דער דראט ווערט אנפאנגס ענערדזשיזירט, ווערן די לאדונגען (פרייע עלעקטראנען) אין דראט געשטעלט אין באוועגונג דורך די עלעקטרישע פעלד ליניעס וואס ווערן גענערירט דורך דער מקור. ווען די לאדונגען ווערן פארשנעלערט ביים מקור עק פונעם דראט און פארהאלטן (נעגאטיוו פארשנעלערן אין באצוג צו דער ארגינעלער באוועגונג) ווען זיי ווערן רעפלעקטירט ביי זיין עק, ווערט א שטראלונג פעלד גענערירט ביי זיינע עקן און צוזאמען דעם רעשט פונעם דראט. די פארשנעלערן פון די לאדונגען ווערט אויסגעפירט דורך אן עקסטערנער מקור פון קראפט וואס שטעלט די לאדונגען אין באוועגונג און פראדוצירט דאס פארבונדענע שטראלונג פעלד. די פארהאלטן פון די לאדונגען ביי די עקן פונעם דראט ווערט אויסגעפירט דורך אינערליכע כוחות פארבונדן מיטן אינדוצירטן פעלד, וואס ווערט געפארזכט דורך דער אקומולאציע פון קאנצענטרירטע לאדונגען ביי די עקן פונעם דראט. די אינערליכע כוחות באקומען ענערגיע פון דער אקומולאציע פון לאדונג ווען איר שנעלקייט פארקלענערט זיך צו נול ביי די עקן פונעם דראט. דעריבער, די אַקסעלעראַציע פון די לאַדונגען רעכט צו דער עלעקטרישער פעלד עקסייטיישאַן און די דיסעלעראַציע פון די לאַדונגען רעכט צו דער דיסקאַנטיניואַטי אָדער גלאַטער קורווע פון דער דראָט ימפּעדאַנס זענען די מעכאַניזמען פֿאַר דער דזשענעריישאַן פון עלעקטראָמאַגנעטישע ראַדיאַציע. כאָטש ביידע קראַנט געדיכטקייט (Jc) און לאַדונג געדיכטקייט (qv) זענען קוואַל טערמינען אין מאַקסוועלל ס גלייכונגען, לאַדונג ווערט באַטראַכט ווי אַ מער פונדאַמענטאַלע קוואַנטיטי, ספּעציעל פֿאַר טראַנזיענט פעלדער. כאָטש די דערקלערונג פון ראַדיאַציע איז דער הויפּט געניצט פֿאַר טראַנזיענט שטאַטן, עס קען אויך געניצט ווערן צו דערקלערן סטאַביל-שטאַט ראַדיאַציע.
רעקאָמענדירן עטלעכע אויסגעצייכנטעאַנטענע פּראָדוקטןפאַבריצירט דורךרפמיסאָ:
RM-TCR406.4
RM-BCA082-4 (0.8-2 גיגאהערץ)
RM-SWA910-22 (9-10GHz)
2. צוויי-דראָט ראַדיאַציע
פֿאַרבינדט אַ וואָולטאַזש מקור צו אַ צוויי-קאַנדאַקטאָר טראַנסמיסיע ליניע פֿאַרבונדן צו אַן אַנטענע, ווי געוויזן אין פֿיגור 3(אַ). אַפּלייינג וואָולטאַזש צו דער צוויי-דראָט ליניע דזשענערירט אַן עלעקטריש פעלד צווישן די קאַנדאַקטאָרן. די עלעקטרישע פעלד ליניעס ווירקן אויף די פֿרייע עלעקטראָנען (גרינג צו טיילן פֿון אַטאָמען) פֿאַרבונדן צו יעדן קאַנדאַקטאָר און צווינגען זיי צו רירן. די באַוועגונג פֿון טשאַרדזשעס דזשענערירט קראַנט, וואָס אין דער ריי דזשענערירט אַ מאַגנעטיש פעלד.
פיגור 3
מיר האָבן אָנגענומען אַז עלעקטרישע פֿעלד ליניעס הייבן זיך אָן מיט פּאָזיטיווע לאָדונגען און ענדיגן זיך מיט נעגאַטיווע לאָדונגען. פֿאַרשטייט זיך, זיי קענען אויך אָנהייבן מיט פּאָזיטיווע לאָדונגען און ענדיגן זיך אין אומענדלעכקייט; אָדער אָנהייבן אין אומענדלעכקייט און ענדיגן זיך מיט נעגאַטיווע לאָדונגען; אָדער פֿאָרמען פֿאַרמאַכטע שלייפן וואָס הייבן זיך נישט אָן און ענדיגן זיך נישט מיט קיין לאָדונגען. מאַגנעטישע פֿעלד ליניעס פֿאָרמען שטענדיק פֿאַרמאַכטע שלייפן אַרום קראַנט-טראָגנדיקע קאַנדאַקטאָרן ווייל עס זענען נישטאָ קיין מאַגנעטישע לאָדונגען אין פֿיזיק. אין עטלעכע מאַטעמאַטישע פֿאָרמולעס ווערן עקוויוואַלענטע מאַגנעטישע לאָדונגען און מאַגנעטישע שטראָמען אײַנגעפֿירט צו ווײַזן די דואַליטעט צווישן לייזונגען וואָס אַרייַננעמען קראַפֿט און מאַגנעטישע קוועלער.
די עלעקטרישע פעלד ליניעס געצייכנט צווישן צוויי קאנדוקטארן העלפן צו ווייזן די פארשפרייטונג פון לאדונג. אויב מיר נעמען אן אז די וואלטאזש מקור איז סינוסאידאל, ערווארטן מיר אז דער עלעקטרישער פעלד צווישן די קאנדוקטארן זאל אויך זיין סינוסאידאל מיט א פעריאד גלייך צו יענער פון דער מקור. די רעלאטיווע מאס פון דער עלעקטרישער פעלד שטארקייט ווערט רעפרעזענטירט דורך דער געדיכטקייט פון די עלעקטרישע פעלד ליניעס, און די פיילן ווייזן די רעלאטיווע ריכטונג (פאזיטיוו אדער נעגאטיוו). די דזשענעראציע פון צייט-פארענדערלעכע עלעקטרישע און מאגנעטישע פעלדער צווישן די קאנדוקטארן פארמירט אן עלעקטראמאגנעטישע כוואליע וואס פארשפרייט זיך צוזאמען די טראנסמיסיע ליניע, ווי געוויזן אין פיגור 3(א). די עלעקטראמאגנעטישע כוואליע גייט אריין אין דער אנטענע מיט דער לאדונג און דעם קארעספאנדירנדיקן שטראם. אויב מיר נעמען אוועק א טייל פון דער אנטענע סטרוקטור, ווי געוויזן אין פיגור 3(ב), קען א פריי-פלאץ כוואליע ווערן געשאפן דורך "פארבינדן" די אפענע ענדס פון די עלעקטרישע פעלד ליניעס (געוויזן דורך די געפונקטע ליניעס). די פריי-פלאץ כוואליע איז אויך פעריאדיש, אבער דער קאנסטאנט-פאזע פונקט P0 באוועגט זיך ארויס מיט דער שנעלקייט פון ליכט און רייזט א דיסטאנץ פון λ/2 (צו P1) אין א האלב פעריאד פון צייט. לעבן דער אַנטענע, באַוועגט זיך דער קאָנסטאַנט-פאַזע פּונקט P0 שנעלער ווי די גיכקייט פון ליכט און דערנענטערט זיך צו דער גיכקייט פון ליכט אין פּונקטן ווייט פון דער אַנטענע. פיגור 4 ווייזט די פריי-פּלאַץ עלעקטרישע פעלד פאַרשפּרייטונג פון דער λ∕2 אַנטענע ביי t = 0, t/8, t/4, און 3T/8.
פיגור 4 פריי-פלאץ עלעקטריש פעלד פארטיילונג פון די λ∕2 אנטענע ביי t = 0, t/8, t/4 און 3T/8
מען ווייסט נישט ווי אזוי די געפירטע כוואליעס ווערן אפגעטיילט פון דער אנטענע און עווענטועל געשאפן צו פארשפרייטן זיך אין פרייען פלאץ. מיר קענען פארגלייכן געפירטע און פרייע פלאץ כוואליעס צו וואסער כוואליעס, וואס קענען זיין פאראורזאכט דורך א שטיין וואס ווערט געפאלן אין א רואיגן וואסער אדער אויף אנדערע וועגן. אזוי שנעל ווי די שטערונג אין וואסער הייבט זיך אן, ווערן וואסער כוואליעס געשאפן און הייבן אן צו פארשפרייטן זיך ארויס. אפילו אויב די שטערונג שטעלט זיך אפ, שטעלן די כוואליעס זיך נישט אפ נאר פארשפרייטן זיך ווייטער פאראויס. אויב די שטערונג בלייבט, ווערן כסדר געשאפן נייע כוואליעס, און די פארשפרייטונג פון די כוואליעס בלייבט הינטער די אנדערע כוואליעס.
דאס זעלבע איז אמת פאר עלעקטרישע כוואליעס וואס ווערן געשאפן דורך עלעקטרישע שטערונגען. אויב די ערשטע עלעקטרישע שטערונג פון דער מקור איז פון קורצע דויער, פארשפרייטן זיך די עלעקטרישע כוואליעס וואס ווערן געשאפן אינעווייניג אין דער טראנסמיסיע ליניע, דערנאך גייען זיי אריין אין דער אנטענע, און שטראלן צום סוף ווי פריי-פלאץ כוואליעס, אפילו ווען די אויפרעגונג איז שוין נישטא (גענוי ווי די וואסער כוואליעס און די שטערונג וואס זיי האבן געשאפן). אויב די עלעקטרישע שטערונג איז קאנטינעווירלעך, עקזיסטירן די עלעקטרישע כוואליעס קאנטינעווירלעך און גייען נאך זיי נאך בעת דער פארשפרייטונג, ווי געוויזן אין דער ביקאנישער אנטענע וואס ווערט געוויזן אין פיגור 5. ווען עלעקטרישע כוואליעס זענען אינעווייניג אין טראנסמיסיע ליניעס און אנטענעס, איז זייער עקזיסטענץ פארבונדן מיט דער עקזיסטענץ פון עלעקטרישער לאדונג אינעווייניג אין דעם קאנדוקטאר. אבער, ווען די כוואליעס ווערן ארויסגעשטראלטן, פארמען זיי א פארמאכטע שלייף און עס איז נישטא קיין לאדונג צו אויפהאלטן זייער עקזיסטענץ. דאס פירט אונז צו דער מסקנא אז:
אויפרעגונג פון דעם פעלד פארלאנגט א פארשנעלערן און פארלאנגזאמען פון דער לאדונג, אבער אויפהאלטונג פון דעם פעלד פארלאנגט נישט א פארשנעלערן און פארלאנגזאמען פון דער לאדונג.
פיגור 5
3. דיפּאָל ראַדיאַציע
מיר פרובירן צו דערקלערן דעם מעכאניזם דורך וועלכן די עלעקטרישע פעלד ליניעס ברעכן זיך אפ פון דער אנטענע און שאפן פריי-פלאץ כוואליעס, און נעמען די דיפאל אנטענע אלס א ביישפיל. כאטש עס איז א פארפּשוטעטע דערקלערונג, ערמעגליכט עס אויך מענטשן אינטואיטיוו צו זען די שאפן פון פריי-פלאץ כוואליעס. פיגור 6(א) ווייזט די עלעקטרישע פעלד ליניעס וואס ווערן געשאפט צווישן די צוויי ארעמס פון די דיפאל ווען די עלעקטרישע פעלד ליניעס באוועגן זיך ארויס מיט λ∕4 אין דעם ערשטן קווארטל פון דעם ציקל. פאר דעם ביישפיל, לאמיר אננעמען אז די צאל עלעקטרישע פעלד ליניעס וואס ווערן געשאפט איז 3. אין דעם נעקסטן קווארטל פון דעם ציקל, באוועגן זיך די ארגינעלע דריי עלעקטרישע פעלד ליניעס נאך λ∕4 (א סך הכל פון λ∕2 פון דעם אנפאנגספונקט), און די לאדונג געדיכטקייט אויפן קאנדוקטאר הייבט אן צו פארקלענערן. מען קען עס באטראכטן אלס געשאפט דורך דער איינפיר פון קעגנגעזעצטע לאדונגען, וואס מבטל'ן די לאדונגען אויפן קאנדוקטאר ביים סוף פון דער ערשטער העלפט פון דעם ציקל. די עלעקטרישע פעלד ליניעס וואס ווערן געשאפט דורך די קעגנגעזעצטע לאדונגען זענען 3 און באוועגן זיך א דיסטאנץ פון λ∕4, וואס ווערט רעפרעזענטירט דורך די געפונקטע ליניעס אין פיגור 6(ב).
דער ענדגילטיקער רעזולטאַט איז אַז עס זענען דריי אַראָפּגייענדיקע עלעקטרישע פעלד ליניעס אין דער ערשטער λ/4 דיסטאַנץ און די זעלבע צאָל אויפגייענדיקע עלעקטרישע פעלד ליניעס אין דער צווייטער λ/4 דיסטאַנץ. ווייל עס איז נישטאָ קיין נעץ לאָד אויף דער אַנטענע, מוזן די עלעקטרישע פעלד ליניעס געצוואונגען ווערן צו זיך צעשיידן פון דעם קאַנדאַקטאָר און זיך צו פאַרבינדן צו פאָרמירן אַ פארמאכטע שלייף. דאָס ווערט געוויזן אין פיגור 6(c). אין דער צווייטער העלפט ווערט נאכגעפאָלגט דעם זעלבן פיזישן פּראָצעס, אָבער באַמערקט אַז די ריכטונג איז פארקערט. דערנאָך ווערט דער פּראָצעס איבערגעחזרט און גייט ווייטער אויף אייביק, פאָרמירנדיק אַן עלעקטרישע פעלד פאַרשפּרייטונג ענלעך צו פיגור 4.
פיגור 6
צו לערנען מער וועגן אַנטענעס, ביטע באַזוכט:
פּאָסט צייט: 20סטן יוני 2024
