[Musik]
Die Form und Größe einer Antenne hängt von
ihrem
Zweck ab, aber unabhängig von ihrer physischen Form
ist sie zum Senden und Empfangen
elektromagnetischer
Wellen konzipiert. Betrachten wir zunächst eine
hypothetische Antenne. Die
Punktquelle einer solchen Quelle
strahlt Energie in alle Richtungen nach außen
Lassen Sie uns diesen Prozess genauer untersuchen.
Die abgestrahlte Energie kann
durch eine wandernde Wellenform
dieser
Form dargestellt werden. Die Wellenform folgt normalerweise einer
Vorzeichenkurve. Wir betrachten einen vollständigen
Zyklus der
Welle. Sie ist als eine Wellenlänge definiert.
Wir können die Wellenlänge der Strahlung in Beziehung setzen
Zu der Antenne, die
es erzeugt hat, ist eine Antenne, die eine halbe
Wellenlänge aufnimmt, der einfache
Dipol. Wenn wir dieser Antenne ein Signal zuführen,
wird
in
ihr ein Elektronenfluss aufgebaut. Der Elektronenfluss erzeugt zunächst eine
maximale Konzentration in dieser
Richtung, kehrt sich um und
erzeugt dann ein Maximum In der entgegengesetzten
Richtung kehrt sich der Fluss
maximal um. Dieser Zyklus wiederholt sich mit der
Signalfrequenz. Dieser Elektronenfluss erzeugt ein
schwankendes Magnetfeld.
Lassen Sie uns die Richtung dieses
Feldes mit dem
Elektronenfluss in Beziehung setzen, wenn der Elektronenfluss sich umkehrt. Das
Magnetfeld ist maximal und die
Linien Die Kraftlinien verlaufen in diese
Richtung, wenn der Fluss stoppt, kollabieren die Kraftlinien,
wenn sich der Fluss umkehrt, erreicht das Feld
wieder ein
Maximum,
die Kraftlinien verlaufen jetzt in die
entgegengesetzte
Richtung, das Magnetfeld
kehrt somit seine Richtung bei jeder Halbwelle der
Signalfrequenz um Dies ist als H-
Feld bekannt. Die Stärke dieses Feldes ist
proportional zur Amplitude der
aktuellen
Stehwelle. Diese aktuelle Stehwelle ist um 90°
phasenverschoben zur Spannungs-
Stehwelle. Zu diesem Zeitpunkt hat die Antenne
an diesem Ende eine positive Spannung
An diesem Ende entsteht eine negative Spannung,
wenn sich die Spannung in die
entgegengesetzte Richtung aufbaut und die Polarität
umkehrt.
Diese sich ändernde Polarität erzeugt ein
elektrisches Feld in Phase mit
ihr. Wenn die Spannung diese
Polarität hat, ist das Feld in dieser
Richtung, wenn die Polarität umkehrt,
baut sich das Feld zu a auf Das Maximum in der
entgegengesetzten Richtung
wird als E-
Feld bezeichnet. Das E- und das H-Feld bauen sich somit um
90° phasenverschoben auf und kollabieren
und bilden das
unmittelbare
Feld der Antenne.
Dieses unmittelbare Feld erzeugt das
Strahlungswellenmuster der Antenne, das wir
visualisieren können Die Strahlung ist eine Reihe von
Gittern, die sich nach
außen ausbreiten. Die vertikalen Linien sind die H-
Komponente und die horizontalen Linien die E-
Komponente.
Beachten Sie, dass die Linien im rechten
Winkel zueinander stehen, d. h. im Raum
Quadratur vektoriell. Diese Linien
stellen die Spitzen der strahlenden
Wellen dar. Beachten Sie dass sich ihre Richtung
bei der nächsten Halbwelle umkehrt,
da die Spitzen dieser beiden Wellen
gleichzeitig auftreten. Sie liegen in der
Zeitphasenphase. Die Wanderwellen werden daher als
Zeitphase und Raumquadratur bezeichnet.
Die Polarität einer Antenne wird
durch die Ebene der Antenne bestimmt
Um ein maximales Signal im E-Feld zu erhalten, müssen sich sowohl
die Sende- als auch die Empfangsantenne
an der Stelle des E-
Feldes befinden. Die Richtung, in der sich das E- und
das H-Wellenmuster ausbreiten, wird
durch eine einfache
Regel bestimmt. Zur Anwendung dieser Regel verwenden wir zwei beliebige
Vektoren, die wir uns vorstellen können Eine
Korkenzieherwirkung entsteht, wenn wir uns vom e-Vektor zum
h-Vektor um die kürzeste
Distanz drehen, die die Schraube in
Ausbreitungsrichtung vorgerückt hat. Dies wird als Pointing-
Vektor-
Regel bezeichnet. Im nächsten Halbzyklus kehren die E- und H-
Vektoren um und
wenden erneut die Pointing-Regel an Wir
sehen, dass die Ausbreitungsrichtung
unverändert bleibt
[Applaus]
Obwohl wir nur Spitzenvektoren betrachtet haben,
würde jedes Vektorpaar die
gleiche
Ausbreitungsrichtung ergeben. Lassen Sie uns nun überlegen, was
passiert, wenn die Welle auf eine
reflektierende
Oberfläche trifft. Wir werden nur ein Paar davon betrachten
Peak-
Vektoren wie vor der Pointing-Regel geben
die
Ausbreitungsrichtung an, wenn sie den Reflektor erreichen.
Das E-Feld wird umgekehrt, aber die
Richtung des H-Feldes bleibt
unverändert. Durch die Pointing-Regel wird der
Richtungsvektor daher
umgekehrt. Der gleiche Vorgang findet für
jedes aufeinanderfolgende Vektorpaar in
der Richtung statt Die Ausbreitung
kehrt sich also um, wenn die Welle auf eine ebene
Oberfläche trifft. Sehen wir uns nun an, wie wir die
Intensität der von
einer
Antenne abgestrahlten Energie aufzeichnen. Zuerst messen wir die
Signalstärke an verschiedenen
Punkten. Eine solche Aufzeichnung ist geografisch und
wir können die Punkte gleicher
Intensität verbinden Um Konturlinien zu erhalten,
ist es oft nützlicher,
die Form des von der Antenne abgestrahlten Feldes zu kennen.
Um dies zu erreichen, erhalten wir
Feldstärken in einem festen Radius von der
Antenne.
[Applaus]
Wir verwenden jetzt eine vektorielle Darstellung, um
jedem Messwert eine Größe zu geben und
Um dies darzustellen, verwenden wir eine Skala von
Kreisen entlang dieser Linie. Die
Feldstärke auf dem ausgewählten Radius beträgt
drei, also schneiden wir die Linie am Kreis, der die
Stärke
drei darstellt. Entlang dieser Linie beträgt die Feldstärke
vier, sodass sie an der Stärke vier des Kreises geschnitten wird
Indem wir die Darstellung auf diese
Weise fortsetzen, erhalten wir eine Reihe von
Vektoren. Diese Vektoren stellen die
Stärke und Richtung des
Feldes dar. Wenn wir die Spitze der Vektoren verbinden,
erhalten wir das Polardiagramm der Antenne.
Das vollständige Polardiagramm ist
dreidimensional und ermöglicht uns die
Visualisierung eines Schauen wir uns nun die Strahlungseigenschaften der Antenne an.
Lassen Sie uns nun die
Grundelemente der
Antennenausbreitung betrachten. In einem durch
ein Signal angeregten Halbwellendipol entsteht in ihm ein Elektronenfluss.
Diese Elektronenbewegung erzeugt zwei
Felder. Diese Felder bauen sich
zeitlich und räumlich auf und kollabieren um die Quadratur der
Antenne
Feld Dieses unmittelbare Feld erzeugt das
Strahlungswellenmuster.
Wir können diese Strahlung durch
mit diesen Vektoren verbundene Vektoren darstellen. Ist
das
Wanderwellenmuster. Die Wanderwelle ist in
Zeitphase und
Raumquadratur. Die grundlegenden
Eigenschaften dieser Wanderwelle
und die Mittel, mit denen sie erzeugt wurde
sind für jedes Antennen-
[Musik]
-System gleich