Sugárzás és szaporítása
Által kibocsátott elektromágneses hullámok a karmester, amellyel a nagyfrekvenciás áram halad. A vezeték hajlított formában a hurok (ábra. 3.4, a) áramok I két félből ellentétes irányban. Elektromágneses hullámok által generált ezen áramok egymással ellentétes fázisban, és amikor a távolság a vezetékek között kicsi a hullámhosszhoz képest, ezek a hullámok kioltják egymást a térben. Következésképpen, a huzal egy hurokban nem elektromágneses hullámokat sugároznak. Ugyanez mondható el a rezgőkör (ábra. 3.4, 6).
Beltéri rezgőkör nem elektromágneses hullámokat sugároznak, mivel az elektromos mező koncentrálódik főként a kondenzátor és az eltolási áramok a dielektrikum a legrövidebb zárt - közötti elektródák. A mágneses mező koncentrálódik főként a tekercs.
Ha a tolólap a kondenzátor és telepíteni a vezetékeket egy egyenes vonal (ábra. 3.4, c), az áramok Ezen vezetékek lesz azonos irányba. Ez az úgynevezett nyitott hurok, akkor sugároz az elektromágneses hullám.
Ábra. 3.4. irányait az áramok az elemek a oszcillációs áramkör:
és - egy hurok tagja vezetékek, nem sugárzó elektromágneses hullámok; b - egy zárt rezgőkör; a - nyitott rezgőkör; G - egy egyenes huzal elem sugárzó az elektromágneses hullám; d - induktív csatolás eleme
Növelése az elektromágneses sugárzás lehet elérni, ha a pull huzal tekercs egy egyenes vonal helyett a kondenzátor lemezek és hogy megteremtse a szükséges kapacitás, hogy kielégítő hosszúságú huzal (ábra. 3,4 g). Ezután az irányt a áramok minden elemét a huzal ugyanaz lesz, vagyis a. E. Elektromágneses hullámok minden részében a vezetékek végeznek ugyanabban a fázisban, és a sugárzás lesz a legnagyobb. Így, egy nyitott áramkört a legegyszerűbb esetben egy egyenes huzal. A gyakorlatban, a rezgőkör (ábra. 3.4, d) az szerepel a bal oldali kis tekercs induktív csatolás nagyfrekvenciás generátort és a távadó egy szelektív rádiós erő, amellyel a bemeneti általában.
Minden vezeték saját induktivitás és kapacitás a hossz mentén, és így egyfajta rezgőkör. Az ábrán látható. 3.5, míg a kapcsoló helyzetben 1 P mindkét felét vezetékek feltöltött az akkumulátor B. Miután a kapcsoló a 2. pozícióban elektron fog elmozdulni a huzal mentén az irányt képez a fenekétől a felső felében, majd az ellenkező irányban, azaz szabad csillapodó rezgéseinek fordulnak elő a vezetékben. Különálló fázis oszcilláció folyamatot a vezetékben ábrán látható. 3.5, 6. A felső részén az ábrán eloszlását mutatja az elektromos és mágneses mezők, és az alján - egy grafikon a jelenlegi és a feszültség az antenna.
Ábra. 3.5. Az áramkör a gerjesztési szabad oszcillációk a nyílt
áramkör és a vibrációs folyamat benne:
és - egy ekvivalens áramkör a rezgőkör; b - diagramok elmagyarázza a rezgési
ny folyamat áramkör; hogy - az erővonalak a mágneses és elektromos mezők
Feszültség bármely pontján az antenna az úgynevezett potenciális különbség egy adott pont és egy pontot szimmetrikusan helyezkednek el, a másik oldalán a huzal. A grafikon azt is mutatja, egy aktuális változást a mágneses mező, és feszültség grafikon - változik a térerősség.
A kezdeti instant (pont 0 ábrán. 3.5. 6) végezzük az a potenciális energia az elektromos mező a díjak koncentrálódnak a felső és alsó felét. A potenciális különbség maximum, és a jelenlegi nem. Ha a mozgás a díjakat a huzal mentén áram növekedése és a feszültség csökken, és az elektromos mező energia alakul át mozgási energia a mágneses mező által létrehozott áram. Miután egy negyed periódus elektromos mező helyett egy mágneses. Abban a pillanatban, (1 pont ábrán. 3.5, 6) az aktuális eléri a maximális, és a feszültség nulla. Ezután, a jelenlegi és a mágneses tér csökken, ami egy önindukciós EMF megjelenik, amely támogatja a mozgását elektronok, és a huzal újra feltöltődik. Energiát ad át a mágneses mezőt elektromos stb Közbenső pontokon egyszerre léteznek elektromos és mágneses mezők. Az elektromos és mágneses mezők a huzal mentén, ahol a mágneses mezőt a legerősebb a közepén a huzal, ahol a legnagyobb áramot, és végeinél a huzal áram nulla, és nem mágneses mező.
Bias áramok a nyílt oszcillációs áramkör zárt keresztül a környező térben, távol jelentős távolságra a forrástól (felelős a huzal). Ezért váltakozó elektromos mező által létrehozott torzítás áramlatok, hogy elért egy bizonyos távolság a vezeték, akkor elveszítjük a kapcsolatot vele (ki). Ebben az esetben az előfeszítő áram vonalak bezárja a saját, azaz képződött szinuszos váltakozó elektromos mező, amely létrehoz egy váltakozó mágneses tér, ami egy elektromos erőteret, és így tovább. d. (ábra. 3,5, a). Van egy hullám folyamatot. Az elektromágneses hullámok, amelyek nem kapcsolódnak a forrás (ingyenes hullámok) terjednek a térben. Így, emisszió azért lehetséges, mert a véges terjedési sebessége elektromágneses hullámok, miáltal a fázis a mező egy ponton bizonyos távolságban a radiátor elmarad a fázis a forrás. Minél több a rezgési frekvenciája a tápfeszültség, annál könnyebb az eljárás a sugárzás.
Ha a vezetékek a nyílt hurkú és közvetlen közelében (a távolság kisebb, mint a hullámhossz), a mágneses mező 90 ° -kal eltolt képest az elektromos mező, a külső e távolság a szabad mágneses és elektromos mezők egymással azonos fázisban vannak, mint a képződése egyik a másik nélkül.
Nyitott áramkör formájában egy egyenes huzal, amelyben az elektromos rezgések léphetnek fel nevezzük dipólus vagy egy vibrátort (dipól). Ahhoz, hogy elektromosan arra csillapítatlan rezgések, van csatlakoztatva a generátor (Gen) az induktív csatolás által (lásd. Ábra. 3.4, d).
A legegyszerűbb esetben az antenna eszköz hosszú, közép- és rövidhullámú néha kialakítható ábrán látható. 3.6. A talajszint felett egy bizonyos magasságban (a nagyobb, annál jobb a sugárzás) van felfüggesztve az antenna - a drót vagy drótok a rendszer, amely szerepet tölt az egyik elektród a kondenzátor. Az említett második elektród egy földvezeték, vagy a második - egy ellensúlyt felfüggesztik magasan a föld.
Vibrátor a legfontosabb része az antennák működő, rövid és ultrarövid hullámok.
Kisugárzott elektromágneses hullámok képlet szerint kiszámított
ahol Ia - áramot a gerincet a vibrátor Vannak j - vibrátorok sugárzás ellenállás, amelynek értéke 73-80 Ohm.
Ábra. 3.6. Az antenna földelő készülék (ek) és az ellensúly (b)
A sugárzás elleni ellenállását az vibrátor definiáljuk
ahol l - az antenna hossza huzal; l - hossza az elektromágneses hullám.
Szaporítóanyagok elektromágneses hullámok a vibrátor mindig van egy bizonyos polarizáció, azaz elektromos és mágneses erővonalak azok helyét síkok.
Ábra. 3.7 ábra egy grafikus kép formájában rádióhullámok két sinusoidok található egymásra merőleges síkban. A vektorok az elektromos mező E található egy függőleges síkban, és a vektorok a mágneses mező H - egy vízszintes, ezek a vektorok merőlegesek a vektor AP nevezett Umov -Poyntinga. Az irányvektor P egybeesik a terjedési irányát elektromágneses hullámok, és annak hossza a kapott skála mennyiségének felel meg az elektromágneses energia, amelyek továbbítása rádióhullámok:
Mivel a távolság a sugárzó antenna az energia fluxus sűrűsége rádióhullámok csökken:
ahol r - távolság a sugárzás.
A természetes frekvencia függ a nyitott áramkör kapacitása és induktivitása a huzal. Akkor feltételezhető, hogy minden méter vezeték kapacitása mintegy 5 pF és induktivitást körülbelül 2 mH. Hosszabb huzal megfelel a nagy kapacitás és induktivitás, és ennek következtében, az alacsonyabb frekvencián (hosszabb hossza és egy elektromágneses hullám) a saját antennája oszcillációk.
Ábra. 3.7. Grafikus ábrázolása az elektromágneses hullám
Mivel az elektromágneses hullám halad a huzal mentén antenna fél egy bizonyos távolságot, a hossza a huzal egybeesik a nyílt hurkú és ez a távolság kiszámítása a
ahol l - hossza az elektromágneses hullám.
Ebből az is következik elosztása az áram és a feszültség az antenna. Következésképpen a hossza a rádióhullámok egyenlő
A maximális kisugárzott az antenna lehet elérni a feltétellel egyenlőség oszcillátor frekvencia és a sajátperiódusa szakadást (antenna). Ez az oka annak, egy rádióállomás működési tartományban hullámhosszon kell a hosszú antennák.
A gyakorlatban, a meghosszabbítása az elektromágneses hullám antenna saját rezgések ott egymás után tartalmaz egy tekercset, amely egyenértékű a növekedése hosszának huzal (ábra. 3.8, a). Egymás kondenzátort tartalmazza az antenna okoz idő lerövidítése a saját elektromágneses hullám antenna, mivel soros kapcsolás kondenzátorok teljes kapacitása csökken (ábra. 3.8, 6).
Földelt antenna hossza eléri a rádióhullámok
Figyelembe véve a földre, és a környező tárgyak rádió hullámhossz lesz
Ábra. 3.8. rendszerének kiterjesztése (a) és lerövidíti (b) a hossz a rádióhullámok saját
oszcillációk antennák (LSV - csatoló tekercse)
Az átviteli az elektromágneses hullámok kommunikációhoz használt a földfelszín befolyásolja az enyhítésére a Föld felszínét, és az elektromos tulajdonságai, a talaj, valamint a tulajdonságait a legtöbb alsó légkör (troposzféra) és a felső réteg a légkör ionizált (az ionoszféra). A troposzféra - egy légköri réteg akár 16 km magasságban szomszédos felszín, és néhány feltételezések veszteségmentes dielektromos. A veszteség oka lehet, hogy a mozgása molekulák (összetevők) elektromos és mágneses pillanatok. Veszteség növekszik a magas frekvenciákon az eső és a köd.
A ionoszféra található egy magasságban mintegy 60 km-re a felszíni és kiterjeszti a magassága 600 km. Az ionizáció mértéke az ionoszféra nagymértékben függ expozíció a Nap ultraibolya sugarai. A troposzféra és az ionoszféra a sztratoszférába.
A rádióhullámok az adó antenna eléri az ionoszféra és visszaverődik. Ülésén átlátszatlan akadály elektromágneses hullámok általában szoknya őket. Ezt a jelenséget nevezzük diffrakciós. A hullámhossza elektromágneses hullám, annál erősebb a hatás diffrakciós. A rádióhullámok mentén terjed a földgolyó, borítékok által diffrakciós nevezett felületi hullám (felszíni). A rádióhullámok szaporító szerte a világon miatt egyszeri vagy többszöri visszaverődés az ionoszféra, az úgynevezett térbeli vagy ionoszféra.
Ha a föld teljesen sík és nagy vezetőképességű, és a levegő tökéletes volt szigetelő, rádióhullámok terjednek a levegőben dielektromos visszaverődik a felületről, mint egy nem hatolnak mélyen a képernyőn. De mivel a Föld nem tökéletes karmester, a hatalom a rádióhullámok vonalak részben behatolni és forma aktuálissá, ezáltal energiaveszteséget hevítés a talaj.
Ezen túlmenően, a rádióhullámok által elnyelt szilárd dielektrikumra félvezetők és vezetők ülésén velük. Az abszorpciós a rádióhullámok vezeték annak a ténynek köszönhető, hogy az elektromágneses hullám hajtja az elektronokat a vezető és létrehozza benne nagyfrekvenciás áram. A formáció a mostani fogy, és az elektromágneses energia rádióhullámok. Ha egy elektromágneses hullám mozog a karmester, az energia elnyelését sokkal kisebb. Ezért, az vezető felület, például a víz, a vasúti sínek, a rádióhullámok terjednek tovább, mint a szárazföldön.
A rádióhullámok terjedésének (különösen a városokban) nyeli nemcsak a földet, hanem a fém tető, betonszerkezetek és a többi vezető rendszer. A rádióhullámok ülésén vezető szerveket is tükröződik. Fizikai rádió hullámvisszaverődés lényeg az, hogy a beeső hullám elektromos áramot termel a felületi rétegben, amelyek segítségével új fény, azaz reflektorkónusszal visszavert rádióhullámok.
Így a rádióhullámok szaporító az adó antenna a vétel által gyengíti a hatalom a felszívódás a talaj, az abszorpciós és reflexiós egyéb akadályokat.
Összhangban a nemzetközi előírások rádiókommunikációs rádióhullám sávban elektromágneses frekvenciák elfoglalni a 3 × október 03-30 x 10 és 12 Hz van osztva kilenc tartományok (3.1 táblázat.).
A rádióhullámok hosszúságú 10-1 km hosszú hullám (HH), 1 km-re 100 m - átlagos (MW) 100-10 m - rövid (CV) kevesebb, mint 10 m - ultrarövid-hullámú (URH).
Hosszú hullámok felszíni terjedését. előnye a hosszú hullámok, hogy a tartomány a tevékenységük során a nappal és az éjszaka, a nyári és téli keveset változik. Közlemény a hosszú hullámok csak korlátozott mértékben használható, mivel a kommunikáció nagy távolságokra szükséges teljesítményű adók. Továbbá, a hosszú hullámú tartományban nem egyidejű működése nagyszámú állomás.
VHF széles körben használják a rádió, televízió, radar, navigáció, beleértve a rádiós tűzvédelmi. Ezeket a hullámokat általában nem tükröződik az ionoszféra. Ezért a velük kapcsolatban csak köszönhető, hogy a felületi hullám. a rádió az UHF sávban biztosítani kell, rálátás az adó és a vevő antenna. Kommunikációs tartomány a talaj felszínére is 40-60 km, és nő a nő az antennák. A hatás a légköri refrakció (hajlító az útját rádió hullámterjedés inhomogén közegben levegő) vezet érezhető növekedését a látómezejében, vagyis növelik a rádiós kommunikációs tartományban.
Centiméterre milliméteres hullámok használt mikrohullámú kommunikációt, radar és egyéb speciális célra. Ők osztják majdnem egy egyenes vonalat, és erősen elnyeli a nedves környezetben.