Качан келгендеантенналар, элди эң көп тынчсыздандырган суроо - бул чындыгында радиацияга кантип жетишилет?Сигнал булагы тарабынан пайда болгон электромагниттик талаа берүү линиясы аркылуу жана антеннанын ичинде кантип тарайт жана акырында антеннадан "бөлүнүп" бош космос толкунун пайда кылат.
1. Бир зым нурлануусу
1-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, кв (кулон/м3) менен көрсөтүлгөн заряддын тыгыздыгы кесилишинин аянты a жана көлөмү V болгон тегерек зымда бирдей бөлүштүрүлгөн деп эсептейли.
1-сүрөт
V көлөмүндөгү Q толук заряды z багытында бирдей ылдамдыкта Vz (м/с) жылыйт.Зымдын кесилишиндеги токтун тыгыздыгы Jz экендигин далилдесе болот:
Jz = qv vz （1）
Эгерде зым идеалдуу өткөргүчтөн жасалган болсо, анда зымдын бетиндеги токтун тыгыздыгы Js болот:
Js = qs vz （2）
Бул жерде qs - заряддын беттик тыгыздыгы.Эгерде зым өтө ичке болсо (идеалдуу, радиус 0), зымдагы ток төмөнкүчө чагылдырууга болот:
Iz = ql vz (3)
Бул жерде ql (кулон/метр) - узундук бирдигинин заряды.
Биз негизинен ичке зымдар менен алектенебиз жана тыянактар жогорудагы үч учурга тиешелүү.Эгерде ток убакыт боюнча өзгөрүлсө, (3) формуланын убакытка карата туундусу төмөнкүдөй болот:
（4）
az - заряддын ылдамдашы.Эгерде зымдын узундугу l болсо, (4) төмөнкүчө жазылышы мүмкүн:
（5）
Теңдеме (5) – ток менен заряддын ортосундагы негизги байланыш, ошондой эле электромагниттик нурлануунун негизги байланышы.Жөнөкөй сөз менен айтканда, нурланууну пайда кылуу үчүн, заряддын убакыт боюнча өзгөрүп туруучу агымы же ылдамдануусу (же басаңдашы) болушу керек.Биз, адатта, убакыт-гармоникалык тиркемелерде токту айтабыз, ал эми заряд көбүнчө убактылуу колдонмолордо айтылат.Заряддын ылдамданышын (же жайлоосун) пайда кылуу үчүн зым ийилген, бүктөлгөн жана үзгүлтүксүз болушу керек.Заряд убакыт-гармоникалык кыймылда термелсе, ал ошондой эле мезгил-мезгили менен заряддын ылдамданышын (же жайлоосун) же убакыт боюнча өзгөрүүчү токту пайда кылат.Ошондуктан:
1) Эгерде заряд кыймылдабаса, ток жана нурлануу болбойт.
2) Эгерде заряд туруктуу ылдамдыкта кыймылдаса:
а.Эгерде зым түз жана узундугу чексиз болсо, анда нурлануу болбойт.
б.Эгерде зым 2-сүрөттө көрсөтүлгөндөй ийилген, бүктөлгөн же үзгүлтүксүз болсо, нурлануу бар.
3) Заряд убакыттын өтүшү менен термелсе, зым түз болсо да заряд нурланат.
2-сүрөт
Нурлануу механизминин сапаттык түшүнүгүн 2(г)-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, анын ачык учундагы жүк аркылуу жерге туташтырылышы мүмкүн болгон ачык зымга туташтырылган импульстук булакты кароо аркылуу алууга болот.Зымга алгач кубат берилгенде, зымдагы заряддар (эркин электрондор) булактан пайда болгон электр талаасынын сызыктары аркылуу кыймылга келтирилет.Заряддар зымдын булак учунда ылдамдатылгандыктан жана анын учунда чагылышканда басаңдаган (баштапкы кыймылга салыштырмалуу терс ылдамдануу) анын учунда жана зымдын калган бөлүгүн бойлото радиация талаасы пайда болот.Заряддардын ылдамдануусу заряддарды кыймылга келтирүүчү жана ага байланыштуу радиация талаасын пайда кылган тышкы күч булагы аркылуу ишке ашат.Зымдын учтарындагы заряддардын басаңдашы индукцияланган талаа менен байланышкан ички күчтөр аркылуу ишке ашат, ал зымдын учунда концентрацияланган заряддардын топтолушу менен шартталган.Ички күчтөр зымдын учтарында анын ылдамдыгы нөлгө чейин азайгандыктан, заряддын топтолушунан энергия алышат.Демек, заряддардын электр талаасынын дүүлүктүрүлүшүнөн улам ылдамдашы жана зым импеданстын үзгүлтүккө же жылмакай ийри сызыгына байланыштуу заряддардын басаңдашы электромагниттик нурланууну пайда кылуучу механизмдер болуп саналат.Токтун тыгыздыгы (Jc) жана заряддын тыгыздыгы (кв) экөө тең Максвеллдин теңдемелеринде баштапкы терминдер болсо да, заряд өзгөчө өтмө талаалар үчүн негизги чоңдук болуп эсептелет.Нурлануунун бул түшүндүрмөсү негизинен убактылуу абалдар үчүн колдонулса да, аны туруктуу абалдагы нурланууну түшүндүрүү үчүн да колдонсо болот.
Бир нече сонун сунуштайбызантенна буюмдартарабынан өндүрүлгөнRFMISO:
RM-TCR406.4
RM-BCA082-4（0,8-2ГГц)
RM-SWA910-22(9-10ГГц)
2. Эки зымдуу нурлануу
Антеннага туташтырылган эки өткөргүчтүү өткөргүч линиясына чыңалуу булагын туташтыруу, 3(а)-сүрөттө көрсөтүлгөндөй.Эки зымдуу линияга чыңалуу берүү өткөргүчтөрдүн ортосунда электр талаасын пайда кылат.Электр талаасынын сызыктары ар бир өткөргүчкө туташтырылган бош электрондорго (атомдордон оңой бөлүнгөн) аракет кылып, аларды кыймылга мажбурлайт.Заряддардын кыймылы токту пайда кылат, ал өз кезегинде магнит талаасын пайда кылат.
3-сүрөт
Биз электр талаасынын сызыктары оң заряддар менен башталып, терс заряддар менен бүтөөрүн кабыл алдык.Албетте, алар да оң заряддар менен башталып, чексиздикте бүтүшү мүмкүн;же чексиздиктен башталып, терс заряддар менен аяктайт;же эч кандай заряд менен башталбаган жана бүтпөгөн жабык циклдерди түзөт.Магниттик талаа сызыктары дайыма ток бар өткөргүчтөрдүн айланасында жабык контурларды түзөт, анткени физикада магниттик заряддар жок.Кээ бир математикалык формулаларда күч менен магниттик булактарды камтыган чечимдердин ортосундагы эки тараптуулукту көрсөтүү үчүн эквиваленттүү магниттик заряддар жана магниттик токтор киргизилет.
Эки өткөргүчтүн ортосунда тартылган электр талаасынын сызыктары заряддын бөлүштүрүлүшүн көрсөтүүгө жардам берет.Эгерде чыңалуу булагы синусоидалдык деп ойлосок, өткөргүчтөрдүн ортосундагы электр талаасы да булактын периодуна барабар болгон синусоидалык болот деп күтөбүз.Электр талаасынын күчүнүн салыштырмалуу чоңдугу электр талаасынын сызыктарынын тыгыздыгы менен көрсөтүлөт, ал эми жебелер салыштырмалуу багытты (оң же терс) көрсөтөт.Өткөргүчтөрдүн ортосунда убакыт боюнча өзгөрүп туруучу электр жана магнит талаасынын пайда болушу 3(а)-сүрөттө көрсөтүлгөндөй электр өткөргүч линиясы боюнча тараган электромагниттик толкунду түзөт.Электромагниттик толкун антеннага заряд жана тиешелүү ток менен кирет.Эгерде 3(б)-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, антенна түзүлүшүнүн бир бөлүгүн алып салсак, электр талаасынын сызыктарынын ачык учтарын (чекиттүү сызыктар менен көрсөтүлгөн) «туташтыруу» аркылуу бош мейкиндик толкуну пайда болушу мүмкүн.Бош мейкиндик толкуну да мезгилдүү, бирок туруктуу фазалуу чекит Р0 жарыктын ылдамдыгы менен сыртты көздөй жылып, жарым убакыт аралыгында λ/2 (Р1ге чейин) аралыкты басып өтөт.Антеннага жакын жерде туруктуу фазалык чекит Р0 жарыктын ылдамдыгынан ылдамыраак кыймылдап, антеннадан алыс жайгашкан чекиттерде жарыктын ылдамдыгына жакындайт.4-сүрөттө t = 0, t/8, t/4 жана 3T/8де λ∕2 антеннасынын бош мейкиндиктеги электр талаасынын бөлүштүрүлүшү көрсөтүлгөн.
4-сүрөт t = 0, t/8, t/4 жана 3T/8де λ∕2 антеннасынын бош мейкиндик электр талаасынын бөлүштүрүлүшү
Жетектелген толкундар антеннадан кантип бөлүнүп, акырында бош мейкиндикте таралуу үчүн пайда болгону белгисиз.Биз башкарылуучу жана бош космостук толкундарды суу толкундарына салыштырсак болот, алар тынч сууга түшкөн таштан же башка жолдор менен пайда болушу мүмкүн.Сууда баш аламандык башталганда, суу толкундары пайда болуп, сыртка тарай баштайт.Толкундар токтоп калса дагы, толкундар токтобой, алдыга тарай берет.Эгерде бузулуу улана берсе, тынымсыз жаңы толкундар пайда болот жана бул толкундардын таралышы башка толкундардан артта калат.
Ушундай эле нерсе электрдик бузулуулардан пайда болгон электромагниттик толкундарга да тиешелүү.Эгерде булактан келип чыккан алгачкы электрдик бузулуу кыска мөөнөттүү болсо, анда пайда болгон электромагниттик толкундар өткөргүч линиясынын ичинде тарайт, андан соң антеннага кирет жана акырында дүүлүктүрүү жок болсо да (суу толкундары сыяктуу) бош космостук толкундар катары нурланат. жана алар жараткан баш аламандык).Эгерде электрдик бузулуу үзгүлтүксүз болсо, электромагниттик толкундар 5-сүрөттө көрсөтүлгөн биконикалык антеннада көрсөтүлгөндөй, таралуу учурунда тынымсыз бар жана алардын артынан ээрчишет. Электромагниттик толкундар өткөргүч линияларынын жана антенналардын ичинде болгондо, алардын бар болушу электрдик толкундардын бар болушу менен байланыштуу. өткөргүчтүн ичинде заряд.Бирок, толкундар нурланганда, алар жабык циклди түзөт жана алардын бар болушу үчүн эч кандай заряд жок.Бул бизди төмөнкүдөй жыйынтыкка алып келет:
Талаанын козголушу зарядды тездетүүнү жана басаңдатууну талап кылат, ал эми талааны сактоо үчүн заряддын ылдамдашы жана басаңдашы талап кылынбайт.
5-сүрөт
3. Диполдук нурлануу
Электр талаасынын сызыктарынын антеннадан үзүлүп, бош мейкиндик толкундарын пайда кылуу механизмин түшүндүрүүгө аракет кылабыз жана мисал катары диполдук антеннаны алабыз.Бул жөнөкөйлөштүрүлгөн түшүндүрмө болсо да, ал адамдарга бош мейкиндик толкундарынын жаралышын интуитивдик түрдө көрүүгө мүмкүнчүлүк берет.6(а)-сүрөттө электр талаасынын сызыктары циклдин биринчи чейрегинде λ∕4 сыртка жылганда диполдун эки колунун ортосунда пайда болгон электр талаасынын сызыктары көрсөтүлгөн.Бул мисал үчүн, пайда болгон электр талаасынын сызыктарынын саны 3 деп алалы. Циклдин кийинки чейрегинде баштапкы үч электр талаасынын сызыгы дагы λ∕4 (башталгыч чекиттен жалпы λ∕2) кыймылдашат. жана өткөргүчтөгү заряддын тыгыздыгы азая баштайт.Аны циклдин биринчи жарымынын аягында өткөргүчтөгү заряддарды жокко чыгарган карама-каршы заряддардын киргизилиши менен түзүлдү деп эсептесе болот.Карама-каршы заряддар пайда кылган электр талаасынын сызыктары 3 жана λ∕4 аралыкка жылат, ал 6(б)-сүрөттө чекиттүү сызыктар менен көрсөтүлгөн.
Акыркы жыйынтык биринчи λ∕4 аралыкта үч ылдый карай электр талаасынын сызыктары жана экинчи λ∕4 аралыкта жогору карай бирдей сандагы электр талаасынын сызыктары бар.Антеннада таза заряд жок болгондуктан, электр талаасынын сызыктары өткөргүчтөн ажырап, биригип, жабык контурду түзүүгө мажбур болушу керек.Бул 6(c)-сүрөттө көрсөтүлгөн.Экинчи жарымында ошол эле физикалык процесс жүрөт, бирок багыты карама-каршы экенин белгилей кетүү керек.Андан кийин процесс кайталанат жана чексиз уланып, 4-сүрөткө окшош электр талаасынын бөлүштүрүлүшү пайда болот.
6-сүрөт
Антенналар тууралуу көбүрөөк билүү үчүн төмөнкүгө кириңиз:
Посттун убактысы: 20-июнь-2024
