4.2: РЧ антени

Last updated
Save as PDF

Page ID: 30658

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Антени бувають двох основних типів: резонансні і біжучі хвилі антени, див. Рис. Резонансні антени встановлюють стоячу хвилю струму з необхідним резонансом зазвичай встановлюється, коли секція антени або чверть- або половина довжини хвилі. Ці антени також відомі як антени стоячої хвилі. Резонансні антени за своєю суттю вузькосмугові через резонанс, необхідний для встановлення великої стоячої хвилі струму. На малюнках 4.1.2 (a і b) зображені дві репрезентативні резонансні антени. Фізика роботи резонансної антени розуміється при розгляді часової області. Спочатку розглянемо фізичну роботу передавальної антени. Коли на провідник подається синусоїдальна напруга

Малюнок\(\PageIndex{1}\): Дротяні антени. Відстань від центру антени до точки поля\(P\) дорівнює\(r\). \(R = r\sin θ\).

антени, заряди, тобто вільні електрони, прискорюються або сповільнюються під впливом прикладеного джерела напруги, який зазвичай надходить на антену від напруги біжучої хвилі на лінії електропередачі. Коли заряди прискорюються (або сповільнюються), вони виробляють ЕМ-поле, яке випромінюється подалі від антени. У точці на антені є струм синусоїдально змінюється в часі, а чисте прискорення зарядів (в заряді за секунду в секунду) також синусоїдальний з амплітудою, яка прямо пропорційна амплітуди поточної синусоїдальної хвилі. Отже, маючи велику стоячу хвилю струму, коли антена резонує синусоїдально, призводить до великого прискорення заряду і, отже, великих випромінюваних полів.

Коли поле ЕМ впливає на провідник, поле викликає заряди для прискорення і, отже, індукують напругу, яка поширюється на лінії електропередачі, підключеної до приймальної антени. Антени біжучої хвилі, приклад одного показаний на малюнках 4.1.2 (c), працюють як розширені лінії, які поступово спалахують так, що біжить хвиля на вихідній лінії електропередачі переходить у вільний простір. Антени ходової хвилі, як правило, мають дві або більше довжин хвиль при найнижчій частоті роботи. Хоча відносно довгі, вони широкосмугові, багато\(3\) або більше октав шириною (наприклад, від\(500\text{ MHz}\) до\(4\text{ GHz}\) або більше). Ці антени іноді називають апертурними антенами.