Bức xạ từ ăng ten trông như thế nào?


16

Vì tò mò, tôi đã tìm kiếm ăng-ten trên Google Images và những gì thường hiển thị là như thế này . Vì vậy, tôi thực sự nghĩ rằng một ăng-ten tỏa ra trong một mô hình tròn và bằng nhau. Nhưng khi tôi đọc thông số kỹ thuật của ăng-ten và hiểu các thuật ngữ như DBIPolarization, tôi càng bối rối hơn. Vì vậy, câu hỏi của tôi là, tín hiệu phát ra từ một ăng-ten thực sự trông như thế nào?

Cập nhật

Ví dụ, làm thế nào chúng ta có thể vẽ phân cực tuyến tính này bên trong này ?


1
Tôi nghĩ đó là một câu hỏi hoàn toàn hợp lệ. Cuộc tranh luận có thể là một làn sóng hay không. Quan điểm cá nhân của tôi là ăng-ten phát ra các hạt ở một tốc độ nhất định theo một hướng nhất định. Một hình dung tốt như tiếp theo, nhưng sự thật là chúng ta không thể thấy nó thực sự như thế nào, chúng ta chỉ có thể đưa ra những điều trừu tượng.
đám đông

Có thể muốn chơi với falstad.com/antenna .
JimmyB

2
Nó trông giống như ánh sáng, chỉ lớn hơn.

Để tham khảo trong tương lai, cố gắng không rút ra kết luận khoa học từ các biểu tượng UI. :)
Cuộc đua nhẹ nhàng với Monica

Câu trả lời:


24

Bức ảnh này:

nhập mô tả hình ảnh ở đây

Chỉ là một bản vẽ, nó không có ý nghĩa. Nó không đại diện cho mô hình bức xạ của ăng ten theo bất kỳ cách nào!

Về cơ bản, tất cả các ăng-ten đều phát ra (và nhận) sóng EM theo mọi hướng. Tuy nhiên, tùy thuộc vào thiết kế, nó có thể không tỏa ra và nhận được theo một hướng nào đó rất tốt nhưng nó có thể làm điều đó theo một hướng khác rất tốt. Đó là những phần màu đỏ trong các mẫu bức xạ dưới đây.

Các mẫu bức xạ ăng-ten thực trông như thế này: nhập mô tả hình ảnh ở đây

Đối với một bộ tản nhiệt đẳng hướng trong trường hợp này.

Hoặc cái này cho ăng ten món ăn: nhập mô tả hình ảnh ở đây

Có nhiều kiểu bức xạ như có các loại ăng ten.

Các nhà thiết kế ăng-ten thường sử dụng một trình giả lập EM, ví dụ như CST , để tính toán / mô phỏng mô hình bức xạ ăng-ten của một cấu trúc ăng-ten nhất định.

Làm thế nào chúng ta có thể vẽ phân cực tuyến tính này trong mô hình bức xạ?

Những mẫu bức xạ này không cho thấy sự phân cực. Vì sự phân cực thường theo hướng độ dài của ăng ten, nó cũng phụ thuộc vào cách bạn đặt ăng ten. Tất nhiên, mô hình bức xạ cũng thay đổi theo vị trí đó.


Cảm ơn @FakeMoustache đã trả lời nhanh chóng nhưng Hình ảnh chỉ là góc nhìn đầu tiên của tôi về ăng-ten, điều tôi không hiểu là làm thế nào những sóng hình sin này di chuyển trên thùy dựa trên bức ảnh cuối cùng mà bạn đăng trong đó có những sự phân cực này .?
Đen

1
Hình ảnh cuối cùng là mô hình của ăng-ten món ăn như Asian.ru/images/target/photo/51336884/Sat Vệ_Dish_Antenna.jpg Ăng-ten thực tế nằm ở đầu của thanh đó và nó sẽ gửi sóng đến đĩa, nó phản xạ chúng trong đĩa một hướng do đó thùy. Tất cả các sóng được hướng dẫn / phản xạ theo hướng đó để chúng cộng lại.
Bimpelrekkie

Phân cực được xác định bằng cách bạn đặt ăng-ten như ngang hoặc dọc. Đường chéo cũng có thể nhưng đó thực sự chỉ là 50% ngang và 50% dọc. Bạn không thấy sự phân cực trong các mẫu bức xạ này. Vì vậy, phân cực là nhiều hơn về cách bạn đặt ăng-ten (ngang hoặc dọc). Ngoài ra còn có phân cực xoay, sử dụng ăng-ten Helix hình xoắn ốc: reliantemc.com/images/product%20images/schwarzbeck/ trộm
Bimpelrekkie

@FakeMoustache Có thể tốt khi chỉ ra rằng cùng một nguyên tắc hoạt động đối với ánh sáng (vì cuối cùng nó chỉ là một dạng khác của bức xạ EM). vi.wikipedia.org/wiki/Parabolic_Vflector
JAB

@ user7040804 Làm thế nào các sóng hình sin di chuyển trên thùy được thể hiện bằng hình ảnh đầu tiên, mà câu trả lời này tuyên bố "không có ý nghĩa".
Kaz

9

Nó thực sự phụ thuộc vào loại ăng-ten. Google có thể sẽ trả lời điều này bằng hình ảnh tốt hơn tôi sẽ ( Google "mẫu bức xạ ăng-ten" ).

Bạn sẽ phân biệt hình dạng của bức xạ chủ yếu là 2 loại ăng ten:

Hướng: Chúng tỏa ra phần lớn năng lượng của nó theo một hướng (phía trước), một phần năng lượng theo hướng ngược lại (phía sau) và một phần nhỏ của Tín hiệu được phân tán xung quanh ăng-ten nhưng có cường độ thấp hơn nhiều. Cái gì đó như:

sơ đồ thùy tín hiệu

Nguồn: Wikipedia

Đa hướng: Mặc dù không thể coi ăng-ten đa hướng (x, y, z) lý tưởng là các ăng-ten đa hướng trong 2 trục chứ không phải 3. Mô hình bức xạ được mô tả như một loại bánh rán. Không thể đăng thêm liên kết, nhưng bạn sẽ thấy nó nếu bạn Google

Dưới đây là danh sách khá đầy đủ của hầu hết các loại ăng-ten nếu bạn quan tâm: www.antenna-theory.com/m/antennas/main.php

EDIT: Đối với những nhận xét của bạn về sự phân cực của tín hiệu của ăng ten Tôi đoán rằng sự nghi ngờ của bạn có liên quan nhiều hơn đến cách sóng truyền qua không khí nhiều hơn so với kiểu mà chúng thực hiện.

Các sơ đồ được đăng bởi @FakeMoustache cho thấy mật độ sóng trong không gian, sóng EM này có cực tính được xác định bởi loại ăng ten chúng ta đang sử dụng. Cuối cùng, cực tính có nghĩa là trong đó đồng bằng là xung truyền, hoặc X hoặc Y (Phân cực dọc hoặc ngang) được xác định bởi trường E như trong hình bên dưới.

Sóng phân cực theo chiều dọc


6

Bạn đang hỏi về hình dạng của sóng EM? Dường như cách đó.

Các câu trả lời khác không hiển thị điều này. Thay vào đó, chúng hiển thị biểu đồ công suất so với hướng ("mẫu bức xạ") hoặc biểu đồ điện áp so với khoảng cách (sóng hình sin điện áp.) Nhưng "watts / cm ^ 2" không phải là hướng trong không gian và biểu đồ bức xạ mô hình không hiển thị hình dạng của sóng. Và, điện áp không phải là một hướng, do đó "đồ thị phân cực" không mô tả sóng ngang; nó chỉ mô tả cường độ trường dọc theo một đường thẳng hẹp.

Ví dụ, làm thế nào chúng ta có thể vẽ phân cực tuyến tính này bên trong này ?

Cả hai đều không hiển thị sóng EM thực tế. Thứ hai là một biểu đồ sản lượng điện, không phải hình dạng EM. Đầu tiên là biểu đồ điện áp và điện thế, không phải là hướng ngang.

Sóng EM thực tế từ ăng ten là sóng hình cầu. Mức năng lượng không làm thay đổi hình dạng của sóng. Các sóng hình cầu không chứa các hình xoắn ốc hình sin. Khi được phát ra từ một tòa tháp, chúng lan ra bắt đầu từ chân tháp (từ kết nối mặt đất), không phải từ đỉnh như trong bản vẽ văn hóa đại chúng của các tháp radio. Những con sóng dữ dội nhất đi theo chiều ngang. Theo chiều dọc, cường độ bằng không.

nhập mô tả hình ảnh ở đây

Đây là hoạt hình phần mềm mở của MIT về các dòng trường điện tử và sóng EM đến từ một ăng ten lưỡng cực nhỏ ở trung tâm. Các sóng EM có dạng mở rộng các mặt cầu đồng tâm. Lưu ý rằng theo hướng dọc, cường độ sóng bằng 0, trong khi theo hướng ngang thì cực đại. Trong video này, đối với ăng-ten tháp chứ không phải lưỡng cực, thay vào đó chúng ta sẽ vẽ một đường ngang để hiển thị bề mặt đất, sau đó xóa các sóng bên trong trái đất.

Hoạt hình trên chỉ hiển thị phần trường điện tử của sóng hình cầu EM. Thành phần từ tính cũng có: các vòng tròn từ thông được định hướng ở mức 90deg đến từ thông trường điện tử. Như thế này dưới đây:

nhập mô tả hình ảnh ở đây


Cảnh giác với hai quan niệm sai lầm phổ biến:

  1. Sóng EM là sóng ngang trong Aether? Không.
    Trong thực tế, sóng EM không phải là một chuyển động của một phương tiện. Không có "chất" nào bị làm chệch hướng, cũng không có hình dạng sóng hình sin trong không gian trống. Dòng thông lượng của các trường EM không giống với sóng hình sin. Có, nếu chúng ta vẽ các giá trị số của thông lượng trường điện tử và trường b, chúng ta thu được sóng hình sin. Nhưng "điện áp" và "từ tính" không có hướng, vì vậy biểu đồ không mô tả sự phân cực:nó không hiển thị một sóng hình sin trong không gian. Để hình dung hình dạng thực tế của các dòng thông lượng ngang và sóng EM phân cực, hãy xem hoạt hình MIT ở trên, với các trường chỉ 90deg theo hướng chuyển động của sóng. Và lưu ý rằng hoàn toàn thiếu sóng hình sin trong hình ảnh động đó. Các sóng hình sin chỉ phát sinh trong mật độ từ thông (trong khoảng cách của các dòng thông lượng tại các vị trí khác nhau), nhưng không phải là các đường cong hình sin trong không gian trống.

  2. Sóng EM tỏa ra từ đỉnh tháp phát sóng? Sai lầm.
    Nhiều bản vẽ văn hóa đại chúng của các tháp phát sóng cho thấy các sóng vô tuyến phát ra từ đỉnh tháp. Không, không xảy ra. Những con sóng thực sự đến từ căn cứ. Nhìn vào điều này, tôi nhớ lại trận chiến giữa Marconi và Tesla, với Tesla khẳng định rằng các đài phát thanh phát ra từ căn cứ tháp, và liên quan đến các dòng điện trong lòng đất. Tesla đã thua trận chiến, mặc dù ông đã đúng về nhiều khía cạnh của việc truyền bá VLF và sóng dài. Marconi là người chiến thắng, được viết lịch sử, vì vậy có lẽ tất cả những thứ này về "sóng từ đỉnh tháp" bắt nguồn từ Marconi? Là một nỗ lực sai lầm để gỡ lỗi mô tả chính xác hơn về sóng lan truyền của Tesla?


wbeaty, cảm ơn bạn đã chia sẻ bài viết của bạn. Bạn trả lời giúp tôi hiểu một số câu hỏi tôi đã có gần đây nhưng tôi vẫn hơi bối rối. Bây giờ tôi hiểu rằng sóng hình sin phát sinh trong mật độ từ thông (Mặc dù tôi không thực sự hiểu biên độ hoạt động như thế nào trong trường hợp đó), nhưng tôi thực sự bối rối là hoạt hình của bạn liên quan đến ống dẫn sóng như thế nào. Tôi đang cố gắng hiểu làm thế nào hoạt hình năng lượng RF của bạn sẽ nhìn qua ống dẫn sóng, để hình dung tại sao 1/2 bước sóng là điểm cắt. Thật khó hiểu với tôi tại sao biên độ của tín hiệu không quan trọng đối với việc cắt.
Mtk59

Trong các sơ đồ này, biên độ thấp hơn bằng "ít dòng". Cường độ từ thông tỷ lệ thuận với biên độ sóng EM. Sóng mạnh hơn có hình dạng giống hệt như sóng yếu hơn. Nhưng sóng mạnh hơn có thông lượng "dày đặc hơn": nhiều đường tưởng tượng hơn.
chiến thắng
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.