విషయానికి వస్తేయాంటెన్నాలు, ప్రజలు ఎక్కువగా ఆందోళన చెందుతున్న ప్రశ్న ఏమిటంటే "వాస్తవానికి రేడియేషన్ ఎలా సాధించబడుతుంది?" సిగ్నల్ మూలం ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రం ట్రాన్స్మిషన్ లైన్ ద్వారా మరియు యాంటెన్నా లోపల ఎలా వ్యాపిస్తుంది మరియు చివరకు యాంటెన్నా నుండి "వేరుగా" ఒక ఖాళీ స్థల తరంగాన్ని ఏర్పరుస్తుంది.
1. సింగిల్ వైర్ రేడియేషన్
qv (Coulomb/m3) గా వ్యక్తీకరించబడిన ఛార్జ్ సాంద్రత, చిత్రం 1లో చూపిన విధంగా, a యొక్క క్రాస్-సెక్షనల్ వైశాల్యం మరియు V వాల్యూమ్ కలిగిన వృత్తాకార తీగలో ఏకరీతిలో పంపిణీ చేయబడిందని అనుకుందాం.
చిత్రం 1
వాల్యూమ్ V లోని మొత్తం ఛార్జ్ Q z దిశలో ఏకరీతి వేగం Vz (m/s) వద్ద కదులుతుంది. వైర్ యొక్క క్రాస్ సెక్షన్ పై ప్రస్తుత సాంద్రత Jz అని నిరూపించవచ్చు:
Jz = qv vz (1)
వైర్ ఒక ఆదర్శ వాహకంతో తయారు చేయబడితే, వైర్ ఉపరితలంపై విద్యుత్ సాంద్రత Js:
జెఎస్ = క్యూఎస్ విజెడ్ (2)
ఇక్కడ qs అనేది ఉపరితల ఛార్జ్ సాంద్రత. వైర్ చాలా సన్నగా ఉంటే (ఆదర్శంగా, వ్యాసార్థం 0), వైర్‌లోని విద్యుత్తును ఇలా వ్యక్తీకరించవచ్చు:
ఇజ్ = క్యూఎల్ విజ్ (3)
ఇక్కడ ql (కూలంబ్/మీటర్) అనేది యూనిట్ పొడవుకు ఛార్జ్.
మనం ప్రధానంగా సన్నని తీగలతోనే సంబంధం కలిగి ఉన్నాము మరియు పైన పేర్కొన్న మూడు సందర్భాలకు ముగింపులు వర్తిస్తాయి. కరెంట్ సమయం-మారుతూ ఉంటే, సమయానికి సంబంధించి ఫార్ములా (3) యొక్క ఉత్పన్నం ఈ క్రింది విధంగా ఉంటుంది:
(4)
az అనేది ఛార్జ్ త్వరణం. వైర్ పొడవు l అయితే, (4) ను ఈ క్రింది విధంగా వ్రాయవచ్చు:
(5)
సమీకరణం (5) అనేది విద్యుత్తు మరియు ఛార్జ్ మధ్య ప్రాథమిక సంబంధం, అలాగే విద్యుదయస్కాంత వికిరణం యొక్క ప్రాథమిక సంబంధం. సరళంగా చెప్పాలంటే, రేడియేషన్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి, ఛార్జ్ యొక్క సమయ-మారుతున్న కరెంట్ లేదా త్వరణం (లేదా క్షీణత) ఉండాలి. మేము సాధారణంగా సమయ-హార్మోనిక్ అనువర్తనాల్లో విద్యుత్తును ప్రస్తావిస్తాము మరియు ఛార్జ్ చాలా తరచుగా తాత్కాలిక అనువర్తనాల్లో ప్రస్తావించబడుతుంది. ఛార్జ్ త్వరణం (లేదా క్షీణత) ఉత్పత్తి చేయడానికి, వైర్ వంగి, ముడుచుకొని మరియు నిరంతరాయంగా ఉండాలి. ఛార్జ్ సమయ-హార్మోనిక్ కదలికలో డోలనం చెందినప్పుడు, అది ఆవర్తన ఛార్జ్ త్వరణం (లేదా క్షీణత) లేదా సమయ-మారుతున్న కరెంట్‌ను కూడా ఉత్పత్తి చేస్తుంది. అందువల్ల:
1) ఛార్జ్ కదలకపోతే, కరెంట్ ఉండదు మరియు రేడియేషన్ ఉండదు.
2) ఛార్జ్ స్థిరమైన వేగంతో కదులుతుంటే:
ఎ. తీగ నిటారుగా మరియు అనంతంగా ఉంటే, దానికి వికిరణం ఉండదు.
బి. చిత్రం 2లో చూపిన విధంగా వైర్ వంగి, ముడుచుకుని లేదా నిరంతరంగా ఉంటే, రేడియేషన్ ఉంటుంది.
3) కాలక్రమేణా ఛార్జ్ డోలనం చెందితే, వైర్ నిటారుగా ఉన్నప్పటికీ ఛార్జ్ ప్రసరిస్తుంది.
చిత్రం 2
చిత్రం 2(d)లో చూపిన విధంగా, ఓపెన్ ఎండ్‌లోని లోడ్ ద్వారా గ్రౌండ్ చేయగల ఓపెన్ వైర్‌కు అనుసంధానించబడిన పల్స్డ్ సోర్స్‌ను చూడటం ద్వారా రేడియేషన్ మెకానిజం యొక్క గుణాత్మక అవగాహనను పొందవచ్చు. వైర్ ప్రారంభంలో శక్తిని పొందినప్పుడు, వైర్‌లోని ఛార్జీలు (స్వేచ్ఛా ఎలక్ట్రాన్లు) మూలం ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన విద్యుత్ క్షేత్ర రేఖల ద్వారా కదలికలో అమర్చబడతాయి. వైర్ యొక్క మూల చివరలో ఛార్జీలు వేగవంతం చేయబడి, దాని చివరలో ప్రతిబింబించినప్పుడు క్షీణత (అసలు కదలికకు సంబంధించి ప్రతికూల త్వరణం) దాని చివర్లలో మరియు వైర్ యొక్క మిగిలిన భాగంలో ఒక రేడియేషన్ క్షేత్రం ఉత్పత్తి అవుతుంది. ఛార్జీల త్వరణం బాహ్య శక్తి మూలం ద్వారా సాధించబడుతుంది, ఇది ఛార్జీలను కదలికలో ఉంచుతుంది మరియు సంబంధిత రేడియేషన్ క్షేత్రాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది. వైర్ చివర్లలో ఛార్జీల క్షీణత ప్రేరేపిత క్షేత్రంతో అనుబంధించబడిన అంతర్గత శక్తుల ద్వారా సాధించబడుతుంది, ఇది వైర్ చివర్లలో కేంద్రీకృత ఛార్జీల చేరడం వల్ల సంభవిస్తుంది. వైర్ చివర్లలో దాని వేగం సున్నాకి తగ్గడంతో అంతర్గత శక్తులు ఛార్జ్ చేరడం నుండి శక్తిని పొందుతాయి. అందువల్ల, విద్యుత్ క్షేత్ర ఉత్తేజం కారణంగా వచ్చే ఛార్జీల త్వరణం మరియు వైర్ ఇంపెడెన్స్ యొక్క నిరంతరత లేదా మృదువైన వక్రత కారణంగా ఛార్జీల క్షీణత విద్యుదయస్కాంత వికిరణం ఉత్పత్తికి విధానాలు. ప్రస్తుత సాంద్రత (Jc) మరియు ఛార్జ్ సాంద్రత (qv) రెండూ మాక్స్వెల్ సమీకరణాలలో మూల పదాలు అయినప్పటికీ, ఛార్జ్ మరింత ప్రాథమిక పరిమాణంగా పరిగణించబడుతుంది, ముఖ్యంగా తాత్కాలిక క్షేత్రాలకు. రేడియేషన్ యొక్క ఈ వివరణ ప్రధానంగా తాత్కాలిక స్థితుల కోసం ఉపయోగించబడినప్పటికీ, స్థిరమైన-స్థితి వికిరణాన్ని వివరించడానికి కూడా దీనిని ఉపయోగించవచ్చు.
అనేక అద్భుతమైన వాటిని సిఫార్సు చేయండియాంటెన్నా ఉత్పత్తులుతయారు చేసినదిఆర్‌ఎఫ్‌ఎంఐఎస్‌ఓ:
RM-టిసిఆర్406.4 తెలుగు in లో
RM-బిసిఎ 082-4 (0.8-2GHz)
RM-SWA910-22(9-10GHz)
2. రెండు-వైర్ రేడియేషన్
చిత్రం 3(a)లో చూపిన విధంగా, యాంటెన్నాకు అనుసంధానించబడిన రెండు-వాహక ప్రసార రేఖకు వోల్టేజ్ మూలాన్ని కనెక్ట్ చేయండి. రెండు-వైర్ రేఖకు వోల్టేజ్‌ను వర్తింపజేయడం వలన కండక్టర్ల మధ్య విద్యుత్ క్షేత్రం ఏర్పడుతుంది. విద్యుత్ క్షేత్ర రేఖలు ప్రతి కండక్టర్‌కు అనుసంధానించబడిన స్వేచ్ఛా ఎలక్ట్రాన్‌లపై (అణువుల నుండి సులభంగా వేరు చేయబడతాయి) పనిచేస్తాయి మరియు వాటిని కదిలేలా చేస్తాయి. ఛార్జ్‌ల కదలిక విద్యుత్తును ఉత్పత్తి చేస్తుంది, ఇది క్రమంగా అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది.
చిత్రం 3
విద్యుత్ క్షేత్ర రేఖలు ధనాత్మక చార్జీలతో ప్రారంభమై ఋణాత్మక చార్జీలతో ముగుస్తాయని మేము అంగీకరించాము. వాస్తవానికి, అవి ధనాత్మక చార్జీలతో ప్రారంభమై అనంతం వద్ద ముగుస్తాయి; లేదా అనంతం వద్ద ప్రారంభమై ఋణ చార్జీలతో ముగుస్తాయి; లేదా ఏ చార్జీలతోనూ ప్రారంభం కాని లేదా ముగియని క్లోజ్డ్ లూప్‌లను ఏర్పరుస్తాయి. భౌతిక శాస్త్రంలో అయస్కాంత చార్జీలు లేనందున అయస్కాంత క్షేత్ర రేఖలు ఎల్లప్పుడూ కరెంట్-వాహక వాహకాల చుట్టూ క్లోజ్డ్ లూప్‌లను ఏర్పరుస్తాయి. కొన్ని గణిత సూత్రాలలో, శక్తి మరియు అయస్కాంత వనరులతో కూడిన పరిష్కారాల మధ్య ద్వంద్వత్వాన్ని చూపించడానికి సమానమైన అయస్కాంత చార్జీలు మరియు అయస్కాంత ప్రవాహాలు ప్రవేశపెట్టబడ్డాయి.
రెండు వాహకాల మధ్య గీసిన విద్యుత్ క్షేత్ర రేఖలు చార్జ్ పంపిణీని చూపించడానికి సహాయపడతాయి. వోల్టేజ్ మూలం సైనూసోయిడల్ అని మనం అనుకుంటే, వాహకాల మధ్య విద్యుత్ క్షేత్రం కూడా మూలం యొక్క కాలానికి సమానమైన సైనూసోయిడల్‌గా ఉంటుందని మనం ఆశిస్తాము. విద్యుత్ క్షేత్ర బలం యొక్క సాపేక్ష పరిమాణం విద్యుత్ క్షేత్ర రేఖల సాంద్రత ద్వారా సూచించబడుతుంది మరియు బాణాలు సాపేక్ష దిశను (సానుకూల లేదా ప్రతికూల) సూచిస్తాయి. వాహకాల మధ్య కాల-మారుతున్న విద్యుత్ మరియు అయస్కాంత క్షేత్రాల ఉత్పత్తి ఒక విద్యుదయస్కాంత తరంగాన్ని ఏర్పరుస్తుంది, ఇది చిత్రం 3(a)లో చూపిన విధంగా ప్రసార రేఖ వెంట వ్యాపిస్తుంది. విద్యుదయస్కాంత తరంగం ఛార్జ్ మరియు సంబంధిత విద్యుత్తుతో యాంటెన్నాలోకి ప్రవేశిస్తుంది. చిత్రం 3(b)లో చూపిన విధంగా, మనం యాంటెన్నా నిర్మాణంలోని భాగాన్ని తీసివేస్తే, విద్యుత్ క్షేత్ర రేఖల ఓపెన్ చివరలను (చుక్కల రేఖల ద్వారా చూపబడింది) "కనెక్ట్ చేయడం" ద్వారా ఒక స్వేచ్ఛా-స్థల తరంగం ఏర్పడుతుంది. స్వేచ్ఛా-స్థల తరంగం కూడా ఆవర్తనమైనది, కానీ స్థిర-దశ బిందువు P0 కాంతి వేగంతో బయటికి కదులుతుంది మరియు సగం కాలంలో λ/2 (P1కి) దూరం ప్రయాణిస్తుంది. యాంటెన్నా దగ్గర, స్థిర-దశ బిందువు P0 కాంతి వేగం కంటే వేగంగా కదులుతుంది మరియు యాంటెన్నా నుండి దూరంగా ఉన్న పాయింట్ల వద్ద కాంతి వేగాన్ని చేరుకుంటుంది. చిత్రం 4 t = 0, t/8, t/4, మరియు 3T/8 వద్ద λ∕2 యాంటెన్నా యొక్క ఫ్రీ-స్పేస్ విద్యుత్ క్షేత్ర పంపిణీని చూపిస్తుంది.
చిత్రం 4 t = 0, t/8, t/4 మరియు 3T/8 వద్ద λ∕2 యాంటెన్నా యొక్క ఫ్రీ స్పేస్ ఎలక్ట్రిక్ ఫీల్డ్ డిస్ట్రిబ్యూషన్
గైడెడ్ తరంగాలు యాంటెన్నా నుండి ఎలా వేరు చేయబడి చివరికి ఖాళీ స్థలంలో ప్రచారం చేయడానికి ఏర్పడతాయో తెలియదు. గైడెడ్ మరియు ఖాళీ స్థలం తరంగాలను మనం నీటి తరంగాలతో పోల్చవచ్చు, ఇది ప్రశాంతమైన నీటిలో లేదా ఇతర మార్గాల్లో పడవేయబడిన రాయి వల్ల సంభవించవచ్చు. నీటిలో ఆటంకం ప్రారంభమైన తర్వాత, నీటి తరంగాలు ఉత్పత్తి అవుతాయి మరియు బయటికి ప్రచారం చేయడం ప్రారంభిస్తాయి. ఆటంకం ఆగిపోయినప్పటికీ, తరంగాలు ఆగవు, కానీ ముందుకు ప్రచారం చేస్తూనే ఉంటాయి. ఆటంకం కొనసాగితే, కొత్త తరంగాలు నిరంతరం ఉత్పన్నమవుతాయి మరియు ఈ తరంగాల ప్రచారం ఇతర తరంగాల కంటే వెనుకబడి ఉంటుంది.
విద్యుత్ ఆటంకాల వల్ల ఉత్పన్నమయ్యే విద్యుదయస్కాంత తరంగాలకు కూడా ఇది వర్తిస్తుంది. మూలం నుండి ప్రారంభ విద్యుత్ ఆటంకం తక్కువ వ్యవధిలో ఉంటే, ఉత్పన్నమయ్యే విద్యుదయస్కాంత తరంగాలు ప్రసార రేఖ లోపల వ్యాప్తి చెందుతాయి, తరువాత యాంటెన్నాలోకి ప్రవేశిస్తాయి మరియు చివరికి స్వేచ్ఛా స్థల తరంగాలుగా ప్రసరిస్తాయి, ఉత్తేజం ఇకపై లేనప్పటికీ (నీటి తరంగాలు మరియు అవి సృష్టించిన ఆటంకం లాగానే). విద్యుత్ ఆటంకం నిరంతరంగా ఉంటే, విద్యుదయస్కాంత తరంగాలు నిరంతరం ఉంటాయి మరియు ప్రచారం సమయంలో వాటి వెనుక దగ్గరగా ఉంటాయి, చిత్రం 5లో చూపిన బైకోనికల్ యాంటెన్నాలో చూపిన విధంగా. విద్యుదయస్కాంత తరంగాలు ప్రసార రేఖలు మరియు యాంటెన్నాల లోపల ఉన్నప్పుడు, వాటి ఉనికి కండక్టర్ లోపల విద్యుత్ చార్జ్ ఉనికికి సంబంధించినది. అయితే, తరంగాలు ప్రసరించబడినప్పుడు, అవి క్లోజ్డ్ లూప్‌ను ఏర్పరుస్తాయి మరియు వాటి ఉనికిని కొనసాగించడానికి ఎటువంటి ఛార్జ్ ఉండదు. ఇది మనల్ని ఈ నిర్ణయానికి దారి తీస్తుంది:
క్షేత్రాన్ని ఉత్తేజపరచడానికి చార్జ్ యొక్క త్వరణం మరియు క్షీణత అవసరం, కానీ క్షేత్రాన్ని నిర్వహించడానికి చార్జ్ యొక్క త్వరణం మరియు క్షీణత అవసరం లేదు.
చిత్రం 5
3. డైపోల్ రేడియేషన్
విద్యుత్ క్షేత్ర రేఖలు యాంటెన్నా నుండి విడిపోయి స్వేచ్ఛా-స్థల తరంగాలను ఏర్పరుస్తాయని వివరించడానికి మేము ప్రయత్నిస్తాము మరియు ద్విధ్రువ యాంటెన్నాను ఉదాహరణగా తీసుకుంటాము. ఇది సరళీకృత వివరణ అయినప్పటికీ, ఇది స్వేచ్ఛా-స్థల తరంగాల ఉత్పత్తిని ప్రజలు అకారణంగా చూడటానికి వీలు కల్పిస్తుంది. చక్రం యొక్క మొదటి త్రైమాసికంలో విద్యుత్ క్షేత్ర రేఖలు λ∕4 ద్వారా బయటికి కదిలినప్పుడు ద్విధ్రువ యొక్క రెండు చేతుల మధ్య ఉత్పన్నమయ్యే విద్యుత్ క్షేత్ర రేఖలను చిత్రం 6(a) చూపిస్తుంది. ఈ ఉదాహరణ కోసం, ఏర్పడిన విద్యుత్ క్షేత్ర రేఖల సంఖ్య 3 అని అనుకుందాం. చక్రం యొక్క తదుపరి త్రైమాసికంలో, అసలు మూడు విద్యుత్ క్షేత్ర రేఖలు మరొక λ∕4 (ప్రారంభ స్థానం నుండి మొత్తం λ∕2) కదులుతాయి మరియు వాహకంపై ఛార్జ్ సాంద్రత తగ్గడం ప్రారంభమవుతుంది. వ్యతిరేక ఛార్జీలను ప్రవేశపెట్టడం ద్వారా ఇది ఏర్పడిందని పరిగణించవచ్చు, ఇది చక్రం యొక్క మొదటి సగం చివరిలో వాహకంపై ఛార్జీలను రద్దు చేస్తుంది. వ్యతిరేక చార్జీల ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన విద్యుత్ క్షేత్ర రేఖలు 3 మరియు λ∕4 దూరం కదులుతాయి, ఇది చిత్రం 6(b)లోని చుక్కల రేఖల ద్వారా సూచించబడుతుంది.
తుది ఫలితం ఏమిటంటే, మొదటి λ∕4 దూరంలో మూడు క్రిందికి విద్యుత్ క్షేత్ర రేఖలు మరియు రెండవ λ∕4 దూరంలో అదే సంఖ్యలో పైకి విద్యుత్ క్షేత్ర రేఖలు ఉంటాయి. యాంటెన్నాపై నికర ఛార్జ్ లేనందున, విద్యుత్ క్షేత్ర రేఖలు కండక్టర్ నుండి వేరు చేయబడి, క్లోజ్డ్ లూప్‌ను ఏర్పరచడానికి కలిసి ఉండాలి. ఇది చిత్రం 6(సి)లో చూపబడింది. రెండవ భాగంలో, అదే భౌతిక ప్రక్రియ అనుసరించబడుతుంది, కానీ దిశ వ్యతిరేకం అని గమనించండి. ఆ తరువాత, ప్రక్రియ పునరావృతమవుతుంది మరియు నిరవధికంగా కొనసాగుతుంది, చిత్రం 4 మాదిరిగానే విద్యుత్ క్షేత్ర పంపిణీని ఏర్పరుస్తుంది.
చిత్రం 6
యాంటెన్నాల గురించి మరింత తెలుసుకోవడానికి, దయచేసి సందర్శించండి:
పోస్ట్ సమయం: జూన్-20-2024
