Gürrüňe gelendeantennalar, adamlaryň iň köp alada edýän soragy "Radiasiýa hakykatda nähili gazanylýar?" Signal çeşmesiniň döredýän elektromagnit meýdany geçirijilik liniýasyndan we antennanyň içinden nähili ýaýraýar we ahyrsoňy antennadan "aýrylyp", boş giňişlik tolkuny emele getirýär.
1. Bir simli radiasiýa
1-nji suratda görkezilişi ýaly, qv (Kulon/m3) hökmünde görkezilen zarýad dykyzlygynyň kese kesiş meýdany a we göwrümi V bolan tegelek simde deň paýlanandygyny çaklaýalyň.
1-nji surat
V göwrümdäki umumy zarýad Q z ugry boýunça deň Vz (m/s) tizlikde hereket edýär. Simiň kese kesiğindäki tok dykyzlygynyň Jz-niň şeýledigini subut edip bolýar:
Jz = qv vz （1）
Eger sim ideal geçirijiden ýasalan bolsa, simiň ýüzündäki tok dykyzlygy Js:
Js = qs vz (2)
Bu ýerde qs - ýüz zarýadynyň dykyzlygy. Eger sim örän inçe bolsa (ideal ýagdaýda radius 0 bolsa), simdäki tok güýji aşakdaky ýaly beýan edilip bilner:
Iz = ql vz (3)
Bu ýerde ql (kulon/metr) birlik uzynlyk üçin zarýaddyr.
Biz esasan inçe simler bilen gyzyklanýarys we netijeler ýokardaky üç ýagdaýa degişlidir. Eger tok wagt boýunça üýtgeýän bolsa, (3) formulanyň wagta görä türemesi aşakdaky ýalydyr:
(4)
az zarýadyň tizlenmesidir. Eger simiň uzynlygy l bolsa, (4) aşakdaky ýaly ýazyp bolýar:
(5)
(5) deňleme tok bilen zarýadyň arasyndaky esasy gatnaşyk, şeýle hem elektromagnit şöhlelenmesiniň esasy gatnaşygydyr. Gysgaça aýdylanda, şöhlelenme döretmek üçin wagtyň üýtgemegine bagly tok ýa-da zarýadyň tizlenmegi (ýa-da haýallamagy) bolmaly. Biz adatça wagtyň üýtgemegine bagly ulanylyşlarda tok barada aýdýarys we zarýad köplenç geçişli ulanylyşlarda agzalýar. Zarýadyň tizlenmegini (ýa-da haýallamagyny) döretmek üçin sim egilmeli, bükülmeli we kesilmeli. Zarýad wagtyň geçmegine bagly hereketde yrgyldaýan wagty, ol döwürleýin zarýadyň tizlenmegini (ýa-da haýallamagyny) ýa-da wagtyň geçmegine bagly tok hem öndürer. Şonuň üçin:
1) Eger zarýad hereket etmese, tok we radiasiýa bolmaz.
2) Eger zarýad yzygiderli tizlikde hereket edýän bolsa:
a. Eger sim göni we çäksiz uzynlykda bolsa, radiasiýa ýok.
b. Eger sim 2-nji suratda görkezilişi ýaly egri, bükülen ýa-da kesilen bolsa, radiasiýa bar.
3) Eger zarýad wagtyň geçmegi bilen yrgyldasa, sim göni bolsa-da, zarýad şöhle saçar.
2-nji surat
Şöhlelenme mehanizminiň hil taýdan düşünilmegi, 2(d) suratda görkezilişi ýaly, açyk ujundaky ýük arkaly topraklanyp bilinýän açyk sime birikdirilen impulsly çeşmä seretmek arkaly alnyp bilner. Sime ilki energiýa berlende, simdäki zarýadlar (erkin elektronlar) çeşme tarapyndan döredilen elektrik meýdan çyzyklary bilen herekete geçirilýär. Zarýadlar simiň çeşme ujunda tizleşdirilende we onuň ujunda şöhlelenende haýalladylanda (başlangyç herekete görä negatiw tizlenme), onuň ujunda we simiň galan böleginde radiasiýa meýdany döreýär. Zarýadlaryň tizlenmegi zarýadlary herekete getirýän we degişli radiasiýa meýdanyny döredýän daşarky güýç çeşmesi arkaly amala aşyrylýar. Simiň ujundaky zarýadlaryň haýallamagy, simiň ujunda konsentrirlenen zarýadlaryň toplanmagy sebäpli döreýän induksiýa meýdany bilen baglanyşykly içki güýçler arkaly amala aşyrylýar. Içki güýçler simiň ujunda tizligi nola düşende zarýadyň toplanmagyndan energiýa alýarlar. Şonuň üçin elektrik meýdanynyň gyjyndyrylmagy sebäpli zarýadlaryň tizlenmegi we sim impedansynyň üznüksizligi ýa-da tekiz egriligi sebäpli zarýadlaryň haýallamagy elektromagnit şöhlelenmesiniň döremeginiň mehanizmleridir. Makswell deňlemelerinde tok dykyzlygy (Jc) we zarýad dykyzlygy (qv) çeşme terminleri bolsa-da, zarýad, esasanam geçiş meýdanlary üçin has esasy ululyk hasaplanýar. Şöhlelenmegiň bu düşündirişi esasan geçiş ýagdaýlary üçin ulanylsa-da, ony durnukly ýagdaýdaky şöhlelenme düşündirmek üçin hem ulanyp bolýar.
Birnäçe ajaýyp maslahat berýärinantenna önümleritarapyndan öndürildiRFMISO:
RM-TCR406.4
RM-BCA082-4（0.8-2GHz)
RM-SWA910-22(9-10GHz)
2. Iki simli radiasiýa
3(a) suratda görkezilişi ýaly, antenna birikdirilen iki geçirijili geçiriji liniýasyna naprýaženiýe çeşmesini birikdiriň. Iki simli liniýa naprýaženiýe bermek geçirijileriň arasynda elektrik meýdanyny döredýär. Elektrik meýdanynyň çyzyklary her bir geçiriji bilen birikdirilen erkin elektronlara (atomlardan aňsatlyk bilen aýrylýan) täsir edýär we olary herekete mejbur edýär. Zarýadlaryň hereketi tok döredýär, bu bolsa öz gezeginde magnit meýdanyny döredýär.
3-nji surat
Biz elektrik meýdanynyň güýç çyzyklarynyň oňyn zarýadlar bilen başlap, negatiw zarýadlar bilen gutarýandygyny kabul etdik. Elbetde, olar oňyn zarýadlar bilen başlap, çäksizlikde gutaryp biler; ýa-da çäksizlikde başlap, negatiw zarýadlar bilen gutaryp biler; ýa-da hiç hili zarýadlar bilen başlamaýan we gutarmaýan ýapyk halkalary emele getirip biler. Magnit meýdanynyň güýç çyzyklary fizikada magnit zarýadlary ýoklugy sebäpli tok geçirijileriniň daşynda hemişe ýapyk halkalary emele getirýär. Käbir matematiki formulalarda güýç we magnit çeşmelerini öz içine alýan çözgütleriň arasyndaky ikiligi görkezmek üçin deň magnit zarýadlary we magnit toklary girizilýär.
Iki geçirijiniň arasynda çekilen elektrik meýdanynyň çyzyklary zarýadyň paýlanyşyny görkezmäge kömek edýär. Eger biz naprýaženiýe çeşmesiniň sinusoidaldygyny çaklasak, geçirijileriň arasyndaky elektrik meýdanynyň hem çeşmäniňki bilen deň döwür bilen sinusoidal bolmagyny garaşýarys. Elektrik meýdanynyň güýjüniň deňeşdirilen ululygy elektrik meýdanynyň çyzyklarynyň dykyzlygy bilen görkezilýär we oklary deňeşdirilen ugry (oňyn ýa-da negatiw) görkezýär. Geçirijileriň arasynda wagt boýunça üýtgeýän elektrik we magnit meýdanlarynyň döremegi, 3(a) suratda görkezilişi ýaly, geçirijilik liniýasy boýunça ýaýraýan elektromagnit tolkuny emele getirýär. Elektromagnit tolkuny antenna zarýad we degişli tok bilen girýär. Eger biz antennanyň gurluşynyň bir bölegini aýyrsak, 3(b) suratda görkezilişi ýaly, elektrik meýdanynyň çyzyklarynyň açyk uçlaryny "birleşdirmek" arkaly boş giňişlik tolkuny emele getirip biler (nokatly çyzyklar bilen görkezilýär). Boş giňişlik tolkuny hem döwürleýindir, ýöne yzygiderli faza nokady P0 ýagtylyk tizliginde daşary hereket edýär we ýarym wagtyň dowamynda λ/2 (P1-e çenli) aralygy geçýär. Antennanyň golaýynda, P0 hemişelik fazaly nokady ýagtylygyň tizliginden has çalt hereket edýär we antennadan uzakdaky nokatlarda ýagtylygyň tizligine golaýlaşýar. 4-nji suratda λ∕2 antennasynyň t = 0, t/8, t/4 we 3T/8-de boş giňişlik elektrik meýdanynyň paýlanyşy görkezilýär.
4-nji surat λ∕2 antennasynyň t = 0, t/8, t/4 we 3T/8-de boş giňişlik elektrik meýdanynyň paýlanyşy
Ýolbaşçylykly tolkunlaryň antennadan nähili bölünip, ahyrsoňy boş giňişlikde ýaýramak üçin nähili emele gelýändigi belli däl. Ýolbaşçylykly we boş giňişlik tolkunlaryny suw tolkunlary bilen deňeşdirip bileris, olar bolsa asuda suw howdanyna düşen daş sebäpli ýa-da başga ýollar bilen ýüze çykyp biler. Suwdaky dartgynlylyk başlansoň, suw tolkunlary döreýär we daşary ýaýramaga başlaýar. Dynç alyş togtasa-da, tolkunlar durman, öňe ýaýramagyny dowam etdirýär. Dynç alyş dowam etse, täze tolkunlar yzygiderli döreýär we bu tolkunlaryň ýaýramagy beýleki tolkunlardan yza galýar.
Elektrik päsgelçilikleri sebäpli döreýän elektromagnit tolkunlar üçin hem şeýle. Eger çeşmeden gelýän başlangyç elektrik päsgelçilikleri gysga wagtlyk bolsa, döreýän elektromagnit tolkunlar geçiriji liniýanyň içinde ýaýraýar, soňra antenna girýär we ahyrsoňy erkin giňişlik tolkunlary hökmünde şöhlelenýär, hatda gyjyndyrma indi ýok bolsa-da (suw tolkunlary we olaryň döreden päsgelçilikleri ýaly). Eger elektrik päsgelçilikleri dowamly bolsa, elektromagnit tolkunlar üznüksiz bolýar we ýaýrama wagtynda olaryň yzyndan ýakyndan gelýär, 5-nji suratda görkezilen iki konusly antennada görkezilişi ýaly. Elektromagnit tolkunlar geçiriji liniýalaryň we antennalaryň içinde bolanda, olaryň barlygy geçirijiniň içinde elektrik zarýadynyň barlygy bilen baglanyşyklydyr. Şeýle-de bolsa, tolkunlar şöhlelenende, olar ýapyk halka emele getirýär we olaryň barlygyny saklamak üçin hiç hili zarýad ýok. Bu bizi şeýle netijä getirýär:
Meýdany gozgatmak üçin zarýadyň tizlenmegi we haýallamagy gerek, ýöne meýdany saklamak üçin zarýadyň tizlenmegi we haýallamagy gerek däl.
5-nji surat
3. Dipol şöhlelenmesi
Biz elektrik meýdanynyň çyzyklarynyň antennadan aýrylyp, boş giňişlik tolkunlaryny emele getirmeginiň mehanizmini düşündirmäge synanyşýarys we mysal hökmünde dipol antennasyny alýarys. Bu ýönekeýleşdirilen düşündiriş bolsa-da, adamlara boş giňişlik tolkunlarynyň döremegini intuisiýa taýdan görmäge mümkinçilik berýär. 6(a) suratda elektrik meýdanynyň çyzyklary sikliň birinji çärýeginde λ/4 bilen daşaryk hereket edende dipolyň iki golunyň arasynda emele gelýän elektrik meýdanynyň çyzyklary görkezilýär. Bu mysal üçin, emele gelen elektrik meýdanynyň çyzyklarynyň sanynyň 3 bolandygyny çaklaýalyň. Sikliň indiki çärýeginde asyl üç elektrik meýdanynyň çyzygy başga bir λ/4 (başlangyç nokadyndan jemi λ/2) hereket edýär we geçirijidäki zarýad dykyzlygy azalyp başlaýar. Onuň sikliň birinji ýarymynyň ahyrynda geçirijidäki zarýadlary ýok edýän garşylykly zarýadlaryň girizilmegi bilen emele gelendigini hasaplamak bolar. Garşylykly zarýadlar tarapyndan döredilen elektrik meýdanynyň çyzyklary 3-e deňdir we λ/4 aralygyny hereketlendirýär, bu bolsa 6(b) suratdaky nokatly çyzyklar bilen görkezilýär.
Netijede, birinji λ/4 aralykda üç aşaky elektrik meýdanynyň çyzygy we ikinji λ/4 aralykda şol bir sanda ýokary elektrik meýdanynyň çyzyklary bar. Antennada arassa zarýad ýok bolany üçin, elektrik meýdanynyň çyzyklary geçirijiden aýrylmaga we ýapyk halka emele getirmek üçin birleşmäge mejbur bolmaly. Bu 6(c) suratda görkezilen. Ikinji ýarymda şol bir fiziki proses dowam edýär, ýöne ugur tersdigini belläň. Şondan soň, proses gaýtalanýar we çäksiz dowam edýär, 4-nji surata meňzeş elektrik meýdanynyň paýlanyşyny emele getirýär.
6-njy surat
Antenler barada has giňişleýin maglumat almak üçin şu ýere giriň:
Ýerleşdirilen wagty: 2024-nji ýylyň 20-nji iýuny
