ሲመጣ፡-አንቴናዎችሰዎች በጣም የሚያሳስባቸው ጥያቄ "ጨረር በትክክል እንዴት ይገኛል?" የሚለው ነው። በምልክት ምንጭ የሚፈጠረው የኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ በማስተላለፊያ መስመሩ እና በአንቴናው ውስጥ እንዴት ይሰራጫል፣ እና በመጨረሻም ከአንቴናው "ተለይቶ" ነፃ የጠፈር ሞገድ ይፈጥራል።
1. ነጠላ የሽቦ ጨረር
በምስል 1 ላይ እንደሚታየው የቻርጅ ጥግግት፣ qv (Coulomb/m3) ተብሎ የተገለጸው፣ በክብ ሽቦ ውስጥ እኩል በሆነ መልኩ የተከፋፈለ ሲሆን ይህም በ a የመስቀለኛ ክፍል ስፋት እና በ V መጠን የተከፋፈለ ነው።
ምስል 1
በV ጥራዝ ውስጥ ያለው አጠቃላይ የቻርጅ Q በአንድ ወጥ ፍጥነት Vz (m/s) ወደ z አቅጣጫ ይንቀሳቀሳል። በሽቦው መስቀለኛ ክፍል ላይ ያለው የአሁኑ ጥግግት Jz እንደሚከተለው መሆኑን ማረጋገጥ ይቻላል፡
ጄዝ = qv vz (1)
ሽቦው ከተመቻቸ መሪ የተሰራ ከሆነ፣ በሽቦው ወለል ላይ ያለው የአሁኑ ጥግግት Js የሚከተለው ነው፡
ጄኤስ = qs vz (2)
qs የገጽታ ቻርጅ ጥግግት ሲሆን። ሽቦው በጣም ቀጭን ከሆነ (በሐሳብ ደረጃ፣ ራዲየስ 0 ከሆነ)፣ በሽቦው ውስጥ ያለው ጅረት እንደሚከተለው ሊገለጽ ይችላል፡
ኢዝ = ql vz (3)
ql (coulomb/meter) በአንድ አሃድ ርዝመት የሚከፈልበት ቦታ።
በዋናነት የምንመለከተው ቀጭን ሽቦዎችን ሲሆን መደምደሚያዎቹም ከላይ ለተጠቀሱት ሶስት ጉዳዮች ተፈጻሚ ይሆናሉ። የአሁኑ ጊዜ በጊዜ የሚለያይ ከሆነ፣ የጊዜ ቀመር (3) ተዋጽኦ እንደሚከተለው ነው፡
(4)
az የኃይል መሙያ ፍጥነት ነው። የሽቦው ርዝመት l ከሆነ፣ (4) እንደሚከተለው ሊጻፍ ይችላል፡
(5)
እኩልታ (5) በአሁን እና በቻርጅ መካከል ያለው መሠረታዊ ግንኙነት እንዲሁም የኤሌክትሮማግኔቲክ ጨረር መሠረታዊ ግንኙነት ነው። በቀላል አነጋገር፣ ጨረር ለማምረት፣ የጊዜ ተለዋዋጭ ጅረት ወይም የፍጥነት መጨመር (ወይም የፍጥነት መቀነሻ) ሊኖር ይገባል። ብዙውን ጊዜ በጊዜ-ሃርሞኒክ አፕሊኬሽኖች ውስጥ ጅረትን እንጠቅሳለን፣ እና ክፍያ ብዙውን ጊዜ በጊዜ-ሃርሞኒክ አፕሊኬሽኖች ውስጥ ይጠቀሳል። የኃይል መሙያ ማጣደፍን (ወይም ፍጥነት መቀነሻ) ለማምረት፣ ሽቦው መታጠፍ፣ መታጠፍ እና ያለማቋረጥ መቆም አለበት። ክፍያው በጊዜ-ሃርሞኒክ እንቅስቃሴ ውስጥ ሲወዛወዝ፣ ወቅታዊ የኃይል መሙያ ማጣደፍን (ወይም ፍጥነት መቀነሻ) ወይም የጊዜ ተለዋዋጭ ጅረት ያመነጫል። ስለዚህ፡
1) ቻርጁ ካልተንቀሳቀሰ፣ ምንም አይነት ጅረት እና ጨረር አይኖርም።
2) ክፍያው በቋሚ ፍጥነት የሚንቀሳቀስ ከሆነ፡
ሀ. ሽቦው ቀጥ ያለ እና ወሰን የሌለው ርዝመት ከሆነ፣ ምንም አይነት ጨረር የለም።
ለ. ሽቦው የታጠፈ፣ የታጠፈ ወይም የማያቋርጥ ከሆነ፣ በስእል 2 ላይ እንደሚታየው፣ ጨረር አለ።
3) ቻርጁ በጊዜ ሂደት የሚወዛወዝ ከሆነ፣ ሽቦው ቀጥ ያለ ቢሆንም እንኳ ቻርጁ ይፈነዳል።
ምስል 2
የጨረር ዘዴን ጥራት ያለው ግንዛቤ ማግኘት የሚቻለው ክፍት ሽቦ ጋር የተገናኘ የተወጠረ ምንጭን በመመልከት ሲሆን ይህም ክፍት ጫፉ ላይ ባለው ጭነት በኩል መሬት ላይ ሊወድቅ ይችላል። ሽቦው መጀመሪያ ላይ ሲነቃ፣ በሽቦው ውስጥ ያሉት ክፍያዎች (ነፃ ኤሌክትሮኖች) በምንጩ በሚመነጩት የኤሌክትሪክ መስክ መስመሮች ይንቀሳቀሳሉ። ክፍያዎች በሽቦው ምንጭ ጫፍ ላይ ሲጣደፉ እና ሲቀነሱ (ከመጀመሪያው እንቅስቃሴ አንጻር አሉታዊ ፍጥነት) በመጨረሻው ላይ ሲንፀባረቁ፣ የጨረር መስክ ጫፎቹ እና በቀሪው ሽቦ በኩል ይፈጠራል። የክሶቹ ማጣደፍ የሚከናወነው ክሶቹን በእንቅስቃሴ ላይ በሚያስቀምጥ እና ተያያዥ የጨረር መስክ በሚያመነጭ ውጫዊ የኃይል ምንጭ ነው። በሽቦው ጫፎች ላይ የክሶች መቀነሻ የሚከናወነው ከተነሳሽነት መስክ ጋር በተያያዙ ውስጣዊ ኃይሎች ሲሆን ይህም በሽቦው ጫፎች ላይ በተከማቹ ክሶች ክምችት ምክንያት ነው። ውስጣዊ ኃይሎች ፍጥነታቸው በሽቦው ጫፎች ላይ ወደ ዜሮ ሲቀንስ ከክሱ ክምችት ኃይል ያገኛሉ። ስለዚህ፣ በኤሌክትሪክ መስክ ማነቃቂያ ምክንያት የሚፈጠሩት ክፍያዎች ማፋጠን እና የሽቦ ኢምፔዳንስ መቆራረጥ ወይም ለስላሳ ኩርባ ምክንያት የሚፈጠሩት ክፍያዎች መቀዛቀዝ የኤሌክትሮማግኔቲክ ጨረር ማመንጨት ዘዴዎች ናቸው። ምንም እንኳን የአሁን ጥግግት (Jc) እና የቻርጅ ጥግግት (qv) በማክስዌል እኩልታዎች ውስጥ የምንጭ ቃላት ቢሆኑም፣ ቻርጅ የበለጠ መሠረታዊ መጠን እንደሆነ ይታሰባል፣ በተለይም ለጊዜያዊ መስኮች። ይህ የጨረር ማብራሪያ በዋናነት ለጊዜያዊ ሁኔታዎች ጥቅም ላይ የሚውል ቢሆንም፣ የተረጋጋ-ሁኔታ ጨረርን ለማብራራት ሊያገለግል ይችላል።
በርካታ ምርጥ ነገሮችን እመክራለሁየአንቴና ምርቶችየተመረተው በአርኤፍኤምኤስኦ:
RM-ቲሲአር406.4
RM-BCA082-4(0.8-2GHz)
አርኤም-ኤስዋ910-22(9-10GHz)
2. ባለ ሁለት ሽቦ ጨረር
በምስል 3(ሀ) ላይ እንደሚታየው የቮልቴጅ ምንጭን ከአንቴና ጋር የተገናኘ ባለ ሁለት-ኮንዲክተር ማስተላለፊያ መስመር ጋር ያገናኙ። ቮልቴጅን በሁለት-ሽቦ መስመር ላይ መተግበር በኮንዳክተሮች መካከል የኤሌክትሪክ መስክ ይፈጥራል። የኤሌክትሪክ መስክ መስመሮች ከእያንዳንዱ ኮንዳክተር ጋር በተገናኙ ነፃ ኤሌክትሮኖች (ከአቶሞች በቀላሉ የሚለዩ) ላይ ይሰራሉ እና እንዲንቀሳቀሱ ያስገድዳቸዋል። የቻርጅስ እንቅስቃሴ ጅረት ይፈጥራል፣ ይህም በተራው መግነጢሳዊ መስክ ይፈጥራል።
ምስል 3
የኤሌክትሪክ መስክ መስመሮች በአዎንታዊ ክፍያዎች እንደሚጀምሩ እና በአሉታዊ ክፍያዎች እንደሚጠናቀቁ ተቀብለናል። እርግጥ ነው፣ በአዎንታዊ ክፍያዎች ሊጀምሩ እና ማለቂያ በሌለው ሊጨርሱ ይችላሉ፤ ወይም ማለቂያ በሌለው ሊጀምሩ እና በአሉታዊ ክፍያዎች ሊጨርሱ ይችላሉ፤ ወይም በማንኛውም ክፍያዎች የማይጀምሩ ወይም የማያልቁ የተዘጉ ዑደቶችን ይፈጥራሉ። በፊዚክስ ውስጥ ምንም መግነጢሳዊ ክፍያዎች ስለሌሉ የማግኔቲክ መስክ መስመሮች ሁልጊዜ በአሁን በሚሸከሙ አስተላላፊዎች ዙሪያ የተዘጉ ዑደቶችን ይፈጥራሉ። በአንዳንድ የሂሳብ ቀመሮች፣ ተመጣጣኝ መግነጢሳዊ ክፍያዎች እና መግነጢሳዊ ዑደቶች የሚቀርቡት ኃይልን እና መግነጢሳዊ ምንጮችን በሚያካትቱ መፍትሄዎች መካከል ያለውን ድርብነት ለማሳየት ነው።
በሁለት ኮንዳክተሮች መካከል የተሳሉት የኤሌክትሪክ መስክ መስመሮች የኃይል ስርጭትን ለማሳየት ይረዳሉ። የቮልቴጅ ምንጩ ሳይኖሶይድ ነው ብለን ካሰብን፣ በኮንዳክተሮች መካከል ያለው የኤሌክትሪክ መስክ ከምንጩ ጋር እኩል የሆነ የሳይኖሶይድ ጊዜ እንዳለው እንጠብቃለን። የኤሌክትሪክ መስክ ጥንካሬ አንጻራዊ መጠን በኤሌክትሪክ መስክ መስመሮች ጥግግት ይወከላል፣ እና ቀስቶቹ አንጻራዊ አቅጣጫን ያመለክታሉ (አዎንታዊ ወይም አሉታዊ)። በኮንዳክተሮች መካከል የጊዜ ልዩነት ያላቸው የኤሌክትሪክ እና የመግነጢሳዊ መስኮች መፈጠር በምስል 3(ሀ) ላይ እንደሚታየው በማስተላለፊያ መስመሩ ላይ የሚሰራጭ የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገድ ይፈጥራል። የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገድ ከቻርጅ እና ከተዛማጅ ጅረት ጋር ወደ አንቴናው ይገባል። በምስል 3(ለ) ላይ እንደሚታየው የአንቴናውን መዋቅር ክፍል ካስወገድን፣ የኤሌክትሪክ መስክ መስመሮችን ክፍት ጫፎች (በነጥብ መስመሮች የሚታዩትን) "በማገናኘት" ነፃ-ቦታ ሞገድ ሊፈጠር ይችላል። የነጻ-ቦታ ሞገድም ወቅታዊ ነው፣ ነገር ግን ቋሚ-ደረጃ ነጥብ P0 በብርሃን ፍጥነት ወደ ውጭ ይንቀሳቀሳል እና በግማሽ ጊዜ ውስጥ የλ/2 (ወደ P1) ርቀት ይጓዛል። በአንቴናው አቅራቢያ፣ የቋሚ-ደረጃ ነጥብ P0 ከብርሃን ፍጥነት በበለጠ ፍጥነት ይንቀሳቀሳል እና ከአንቴናው ርቀው በሚገኙ ነጥቦች ላይ የብርሃን ፍጥነትን ይቃኛል። ምስል 4 በ t = 0፣ t/8፣ t/4 እና 3T/8 ላይ የλ∕2 አንቴና ነፃ-ቦታ የኤሌክትሪክ መስክ ስርጭትን ያሳያል።
ምስል 4 የλ∕2 አንቴና ነፃ የቦታ የኤሌክትሪክ መስክ ስርጭት በ t = 0፣ t/8፣ t/4 እና 3T/8
የሚመሩ ሞገዶች ከአንቴናው እንዴት እንደሚለዩ እና በመጨረሻም በነፃ ቦታ ውስጥ እንዴት እንደሚራቡ አይታወቅም። የሚመሩ እና ነፃ የሆኑ የጠፈር ሞገዶችን ከውሃ ሞገዶች ጋር ማወዳደር እንችላለን፣ ይህም በተረጋጋ የውሃ አካል ውስጥ በወደቀ ድንጋይ ወይም በሌሎች መንገዶች ሊከሰት ይችላል። በውሃ ውስጥ ያለው ረብሻ አንዴ ከጀመረ የውሃ ሞገዶች ይፈጠራሉ እና ወደ ውጭ መሰራጨት ይጀምራሉ። ረብሻው ቢቆምም ሞገዶቹ አያቆሙም ነገር ግን ወደፊት መስፋፋታቸውን ይቀጥላሉ። ረብሻው ከቀጠለ አዳዲስ ሞገዶች ያለማቋረጥ ይፈጠራሉ፣ እና የእነዚህ ሞገዶች ስርጭት ከሌሎቹ ሞገዶች ወደኋላ ይቀራል።
በኤሌክትሪክ ረብሻዎች ለሚፈጠሩ የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገዶችም ተመሳሳይ ነው። ከምንጩ የሚመነጨው የመጀመሪያው የኤሌክትሪክ ረብሻ ለአጭር ጊዜ የሚቆይ ከሆነ፣ የሚመነጩት የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገዶች በማስተላለፊያ መስመሩ ውስጥ ይሰራጫሉ፣ ከዚያም አንቴናውን ይገባሉ፣ እና በመጨረሻም እንደ ነፃ የጠፈር ሞገዶች ያበራሉ፣ ምንም እንኳን መነቃቃቱ ከአሁን በኋላ ባይኖርም (ልክ እንደ የውሃ ሞገዶች እና እንደፈጠሩት ረብሻ)። የኤሌክትሪክ ረብሻው ቀጣይነት ያለው ከሆነ፣ የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገዶች ያለማቋረጥ ይኖራሉ እና በስርጭት ወቅት በቅርበት ይከተላሉ፣ በስእል 5 ላይ እንደሚታየው ባለ ሁለትዮሽ አንቴና። የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገዶች በማስተላለፊያ መስመሮች እና አንቴናዎች ውስጥ ሲሆኑ፣ የእነሱ መኖር በኮንዲሽነር ውስጥ ካለው የኤሌክትሪክ ቻርጅ መኖር ጋር የተያያዘ ነው። ሆኖም፣ ሞገዶቹ ሲበሩ፣ የተዘጋ ዑደት ይፈጥራሉ እና ህልውናቸውን ለመጠበቅ ምንም ቻርጅ የለም። ይህ ወደ መደምደሚያ ይመራናል፡
የመስኩ መነቃቃት የክስተቱን ፍጥነት መጨመር እና ፍጥነት መቀነስን ይጠይቃል፣ ነገር ግን የመስኩን ጥገና የክስተቱን ፍጥነት መጨመር እና ፍጥነት መቀነስን አይጠይቅም።
ምስል 5
3. ዲፖል ጨረር
የኤሌክትሪክ መስክ መስመሮች ከአንቴናው የሚለዩበትን እና ነፃ-ቦታ ሞገዶችን የሚፈጥሩበትን ዘዴ ለማስረዳት እንሞክራለን፣ እና የዲፖል አንቴናን እንደ ምሳሌ እንወስዳለን። ምንም እንኳን ቀለል ያለ ማብራሪያ ቢሆንም፣ ሰዎች የነጻ-ቦታ ሞገዶችን ማመንጨት በብልሃት እንዲመለከቱ ያስችላቸዋል። ምስል 6(a) በዑደቱ የመጀመሪያ ሩብ ጊዜ የኤሌክትሪክ መስክ መስመሮች በλ∕4 ወደ ውጭ ሲንቀሳቀሱ በዲፖል ሁለት ክንዶች መካከል የሚፈጠሩትን የኤሌክትሪክ መስክ መስመሮችን ያሳያል። ለዚህ ምሳሌ፣ የተፈጠሩት የኤሌክትሪክ መስክ መስመሮች ብዛት 3 እንደሆነ እናስብ። በሚቀጥለው የዑደቱ ሩብ ዓመት፣ የመጀመሪያዎቹ ሶስት የኤሌክትሪክ መስክ መስመሮች ሌላ λ∕4 ያንቀሳቅሳሉ (ከመነሻ ቦታው በድምሩ λ∕2)፣ እና በመሪው ላይ ያለው የኃይል መሙያ ጥግግት መቀነስ ይጀምራል። በዑደቱ የመጀመሪያ አጋማሽ መጨረሻ ላይ በመሪው ላይ ያሉትን ክፍያዎች የሚሰርዙ ተቃራኒ ክፍያዎችን በማስተዋወቅ እንደተፈጠረ ሊቆጠር ይችላል። በተቃራኒ ክፍያዎች የሚፈጠሩት የኤሌክትሪክ መስክ መስመሮች 3 ሲሆኑ የλ∕4 ርቀት ያንቀሳቅሳሉ፣ ይህም በምስል 6(ለ) ውስጥ በነጥብ መስመሮች ይወከላል።
የመጨረሻው ውጤት በመጀመሪያው λ∕4 ርቀት ውስጥ ሦስት ወደታች የኤሌክትሪክ መስክ መስመሮች እና በሁለተኛው λ∕4 ርቀት ውስጥ ተመሳሳይ ቁጥር ያላቸው ወደ ላይ የኤሌክትሪክ መስክ መስመሮች መኖራቸው ነው። በአንቴናው ላይ የተጣራ ክፍያ ስለሌለ፣ የኤሌክትሪክ መስክ መስመሮች ከኮንዳክተሩ ለመለየት እና አንድ ላይ ተጣምረው የተዘጋ ዑደት ለመፍጠር መገደድ አለባቸው። ይህ በምስል 6(ሐ) ላይ ይታያል። በሁለተኛው አጋማሽ ላይ ተመሳሳይ አካላዊ ሂደት ይከተላል፣ ነገር ግን አቅጣጫው ተቃራኒ መሆኑን ልብ ይበሉ። ከዚያ በኋላ ሂደቱ ይደገማል እና ላልተወሰነ ጊዜ ይቀጥላል፣ ከምስል 4 ጋር ተመሳሳይ የሆነ የኤሌክትሪክ መስክ ስርጭት ይፈጥራል።
ምስል 6
ስለ አንቴናዎች የበለጠ ለማወቅ፣ እባክዎን የሚከተለውን ይጎብኙ፦
የፖስታ ሰዓት፡ ሰኔ-20-2024
