విషయానికి వస్తేయాంటెనాలు, ప్రజలు ఎక్కువగా ఆందోళన చెందుతున్న ప్రశ్న "వాస్తవానికి రేడియేషన్ ఎలా సాధించబడుతుంది?"సిగ్నల్ మూలం ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రం ట్రాన్స్‌మిషన్ లైన్ ద్వారా మరియు యాంటెన్నా లోపల ఎలా వ్యాపిస్తుంది మరియు చివరకు యాంటెన్నా నుండి "వేరు" చేసి ఖాళీ తరంగాన్ని ఏర్పరుస్తుంది.
1. సింగిల్ వైర్ రేడియేషన్
qv (కూలంబ్/m3)గా వ్యక్తీకరించబడిన చార్జ్ సాంద్రత, మూర్తి 1లో చూపిన విధంగా, a యొక్క క్రాస్ సెక్షనల్ ప్రాంతం మరియు V యొక్క వాల్యూమ్‌తో వృత్తాకార వైర్‌లో ఏకరీతిగా పంపిణీ చేయబడిందని అనుకుందాం.
మూర్తి 1
వాల్యూమ్ Vలో మొత్తం ఛార్జ్ Q ఏకరీతి వేగం Vz (m/s) వద్ద z దిశలో కదులుతుంది.వైర్ యొక్క క్రాస్ సెక్షన్‌లో ప్రస్తుత సాంద్రత Jz అని నిరూపించవచ్చు:
Jz = qv vz (1)
వైర్ ఆదర్శవంతమైన కండక్టర్‌తో తయారు చేయబడినట్లయితే, వైర్ ఉపరితలంపై ప్రస్తుత సాంద్రత Js:
Js = qs vz (2)
ఇక్కడ qs అనేది ఉపరితల ఛార్జ్ సాంద్రత.వైర్ చాలా సన్నగా ఉంటే (ఆదర్శంగా, వ్యాసార్థం 0), వైర్‌లోని కరెంట్ ఇలా వ్యక్తీకరించబడుతుంది:
Iz = ql vz (3)
ఇక్కడ ql (కూలంబ్/మీటర్) అనేది యూనిట్ పొడవుకు ఛార్జ్.
మేము ప్రధానంగా సన్నని తీగలతో ఆందోళన చెందుతున్నాము మరియు పైన పేర్కొన్న మూడు కేసులకు ముగింపులు వర్తిస్తాయి.కరెంట్ సమయం మారుతూ ఉంటే, సమయానికి సంబంధించి ఫార్ములా (3) యొక్క ఉత్పన్నం క్రింది విధంగా ఉంటుంది:
(4)
az అనేది ఛార్జ్ త్వరణం.వైర్ పొడవు l అయితే, (4) క్రింది విధంగా వ్రాయవచ్చు:
(5)
సమీకరణం (5) అనేది కరెంట్ మరియు ఛార్జ్ మధ్య ప్రాథమిక సంబంధం మరియు విద్యుదయస్కాంత వికిరణం యొక్క ప్రాథమిక సంబంధం.సరళంగా చెప్పాలంటే, రేడియేషన్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి, ఛార్జ్ యొక్క సమయ-మారుతున్న కరెంట్ లేదా త్వరణం (లేదా క్షీణత) ఉండాలి.మేము సాధారణంగా టైమ్-హార్మోనిక్ అప్లికేషన్‌లలో కరెంట్‌ని ప్రస్తావిస్తాము మరియు ఛార్జ్ అనేది చాలా తరచుగా తాత్కాలిక అనువర్తనాల్లో ప్రస్తావించబడుతుంది.ఛార్జ్ త్వరణం (లేదా క్షీణత) ఉత్పత్తి చేయడానికి, వైర్ తప్పనిసరిగా వంగి, మడతపెట్టి మరియు నిరంతరాయంగా ఉండాలి.సమయ-శ్రావ్యమైన చలనంలో ఛార్జ్ డోలనం అయినప్పుడు, ఇది ఆవర్తన ఛార్జ్ త్వరణం (లేదా క్షీణత) లేదా సమయం-మారుతున్న కరెంట్‌ను కూడా ఉత్పత్తి చేస్తుంది.అందువలన:
1) ఛార్జ్ కదలకపోతే, కరెంట్ ఉండదు మరియు రేడియేషన్ ఉండదు.
2) ఛార్జ్ స్థిరమైన వేగంతో కదులుతున్నట్లయితే:
a.వైర్ నేరుగా మరియు అనంతమైన పొడవు ఉంటే, రేడియేషన్ ఉండదు.
బి.ఫిగర్ 2లో చూపిన విధంగా వైర్ వంగి, ముడుచుకున్న లేదా నిరంతరాయంగా ఉంటే, రేడియేషన్ ఉంటుంది.
3) ఛార్జ్ కాలక్రమేణా డోలనం అయితే, వైర్ నేరుగా ఉన్నప్పటికీ ఛార్జ్ ప్రసరిస్తుంది.
మూర్తి 2
రేడియేషన్ మెకానిజం యొక్క గుణాత్మక అవగాహనను మూర్తి 2(డి)లో చూపిన విధంగా, దాని ఓపెన్ ఎండ్‌లో లోడ్ ద్వారా గ్రౌన్దేడ్ చేయగల ఓపెన్ వైర్‌కు అనుసంధానించబడిన పల్సెడ్ సోర్స్‌ను చూడటం ద్వారా పొందవచ్చు.వైర్ ప్రారంభంలో శక్తిని పొందినప్పుడు, వైర్‌లోని ఛార్జీలు (ఉచిత ఎలక్ట్రాన్లు) మూలం ద్వారా ఉత్పన్నమయ్యే విద్యుత్ క్షేత్ర రేఖల ద్వారా చలనంలో అమర్చబడతాయి.తీగ యొక్క మూల చివరలో ఛార్జీలు వేగవంతమవుతాయి మరియు దాని చివరలో ప్రతిబింబించినప్పుడు (అసలు చలనానికి సంబంధించి ప్రతికూల త్వరణం) క్షీణించినందున, రేడియేషన్ ఫీల్డ్ దాని చివరలలో మరియు మిగిలిన వైర్‌లో ఉత్పత్తి అవుతుంది.ఛార్జీల త్వరణం శక్తి యొక్క బాహ్య మూలం ద్వారా సాధించబడుతుంది, ఇది చలనంలో ఛార్జీలను సెట్ చేస్తుంది మరియు అనుబంధిత రేడియేషన్ ఫీల్డ్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది.వైర్ చివర్లలో ఉన్న ఛార్జీల క్షీణత ప్రేరేపిత ఫీల్డ్‌తో అనుబంధించబడిన అంతర్గత శక్తుల ద్వారా సాధించబడుతుంది, ఇది వైర్ చివర్లలో సాంద్రీకృత ఛార్జీల చేరడం వలన సంభవిస్తుంది.వైర్ చివర్లలో దాని వేగం సున్నాకి తగ్గడంతో అంతర్గత శక్తులు ఛార్జ్ చేరడం నుండి శక్తిని పొందుతాయి.అందువల్ల, ఎలెక్ట్రిక్ ఫీల్డ్ ప్రేరేపణ కారణంగా ఛార్జీల త్వరణం మరియు వైర్ ఇంపెడెన్స్ యొక్క నిలిపివేత లేదా మృదువైన వక్రత కారణంగా ఛార్జీల క్షీణత విద్యుదయస్కాంత వికిరణం యొక్క ఉత్పత్తికి యంత్రాంగాలు.ప్రస్తుత సాంద్రత (Jc) మరియు ఛార్జ్ సాంద్రత (qv) రెండూ మాక్స్‌వెల్ సమీకరణాలలో మూల పదాలు అయినప్పటికీ, ఛార్జ్ అనేది మరింత ప్రాథమిక పరిమాణంగా పరిగణించబడుతుంది, ముఖ్యంగా తాత్కాలిక క్షేత్రాలకు.రేడియేషన్ యొక్క ఈ వివరణ ప్రధానంగా తాత్కాలిక స్థితులకు ఉపయోగించబడినప్పటికీ, స్థిరమైన-స్థితి రేడియేషన్‌ను వివరించడానికి కూడా దీనిని ఉపయోగించవచ్చు.
కొన్ని అద్భుతమైన వాటిని సిఫార్సు చేయండియాంటెన్నా ఉత్పత్తులుతయారుచేసినవారుRFMISO:
RM-TCR406.4
RM-BCA082-4 (0.8-2GHz)
RM-SWA910-22(9-10GHz)
2. రెండు-వైర్ రేడియేషన్
మూర్తి 3(a)లో చూపిన విధంగా, యాంటెన్నాకు కనెక్ట్ చేయబడిన రెండు-కండక్టర్ ట్రాన్స్‌మిషన్ లైన్‌కు వోల్టేజ్ మూలాన్ని కనెక్ట్ చేయండి.రెండు-వైర్ లైన్‌కు వోల్టేజ్ వర్తింపజేయడం కండక్టర్ల మధ్య విద్యుత్ క్షేత్రాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది.విద్యుత్ క్షేత్ర రేఖలు ప్రతి కండక్టర్‌కు అనుసంధానించబడిన ఉచిత ఎలక్ట్రాన్‌లపై (అణువుల నుండి సులభంగా వేరు చేయబడతాయి) పని చేస్తాయి మరియు వాటిని తరలించడానికి బలవంతం చేస్తాయి.ఛార్జీల కదలిక విద్యుత్తును ఉత్పత్తి చేస్తుంది, ఇది అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది.
మూర్తి 3
ఎలక్ట్రిక్ ఫీల్డ్ లైన్లు ధనాత్మక చార్జీలతో ప్రారంభమై ప్రతికూల చార్జీలతో ముగుస్తాయని మేము అంగీకరించాము.వాస్తవానికి, అవి కూడా సానుకూల ఛార్జీలతో ప్రారంభమవుతాయి మరియు అనంతం వద్ద ముగుస్తాయి;లేదా అనంతం వద్ద ప్రారంభించి ప్రతికూల ఛార్జీలతో ముగుస్తుంది;లేదా ఎటువంటి ఛార్జీలతో ప్రారంభం లేదా ముగింపు లేని క్లోజ్డ్ లూప్‌లను ఏర్పరుస్తుంది.భౌతిక శాస్త్రంలో అయస్కాంత ఛార్జీలు లేనందున అయస్కాంత క్షేత్ర రేఖలు ఎల్లప్పుడూ కరెంట్-వాహక కండక్టర్ల చుట్టూ మూసి లూప్‌లను ఏర్పరుస్తాయి.కొన్ని గణిత సూత్రాలలో, శక్తి మరియు అయస్కాంత వనరులతో కూడిన పరిష్కారాల మధ్య ద్వంద్వతను చూపించడానికి సమానమైన అయస్కాంత ఛార్జీలు మరియు అయస్కాంత ప్రవాహాలు ప్రవేశపెట్టబడ్డాయి.
రెండు కండక్టర్ల మధ్య గీసిన విద్యుత్ క్షేత్ర రేఖలు ఛార్జ్ పంపిణీని చూపించడానికి సహాయపడతాయి.వోల్టేజ్ మూలం సైనూసోయిడల్ అని మేము ఊహిస్తే, కండక్టర్ల మధ్య విద్యుత్ క్షేత్రం కూడా మూలానికి సమానమైన వ్యవధితో సైనూసోయిడల్‌గా ఉంటుందని మేము ఆశిస్తున్నాము.విద్యుత్ క్షేత్ర బలం యొక్క సాపేక్ష పరిమాణం విద్యుత్ క్షేత్ర రేఖల సాంద్రత ద్వారా సూచించబడుతుంది మరియు బాణాలు సంబంధిత దిశను సూచిస్తాయి (సానుకూల లేదా ప్రతికూల).కండక్టర్ల మధ్య సమయం-మారుతున్న విద్యుత్ మరియు అయస్కాంత క్షేత్రాల ఉత్పత్తి మూర్తి 3(a)లో చూపిన విధంగా ప్రసార రేఖ వెంట వ్యాపించే విద్యుదయస్కాంత తరంగాన్ని ఏర్పరుస్తుంది.విద్యుదయస్కాంత తరంగం ఛార్జ్ మరియు సంబంధిత కరెంట్‌తో యాంటెన్నాలోకి ప్రవేశిస్తుంది.మూర్తి 3(బి)లో చూపిన విధంగా మనం యాంటెన్నా నిర్మాణంలో కొంత భాగాన్ని తీసివేస్తే, ఎలెక్ట్రిక్ ఫీల్డ్ లైన్‌ల (చుక్కల రేఖల ద్వారా చూపబడిన) ఓపెన్ ఎండ్‌లను "కనెక్ట్ చేయడం" ద్వారా ఫ్రీ-స్పేస్ వేవ్ ఏర్పడుతుంది.ఫ్రీ-స్పేస్ వేవ్ కూడా క్రమానుగతంగా ఉంటుంది, అయితే స్థిరమైన దశ పాయింట్ P0 కాంతి వేగంతో బయటికి కదులుతుంది మరియు సగం వ్యవధిలో λ/2 (కు P1) దూరం ప్రయాణిస్తుంది.యాంటెన్నా దగ్గర, స్థిరమైన దశ పాయింట్ P0 కాంతి వేగం కంటే వేగంగా కదులుతుంది మరియు యాంటెన్నా నుండి దూరంగా ఉన్న పాయింట్ల వద్ద కాంతి వేగాన్ని చేరుకుంటుంది.t = 0, t/8, t/4 మరియు 3T/8 వద్ద λ∕2 యాంటెన్నా యొక్క ఫ్రీ-స్పేస్ ఎలక్ట్రిక్ ఫీల్డ్ డిస్ట్రిబ్యూషన్‌ను మూర్తి 4 చూపిస్తుంది.
చిత్రం 4 t = 0, t/8, t/4 మరియు 3T/8 వద్ద λ∕2 యాంటెన్నా యొక్క ఖాళీ స్థలం విద్యుత్ క్షేత్ర పంపిణీ
గైడెడ్ తరంగాలు యాంటెన్నా నుండి ఎలా వేరు చేయబడతాయో మరియు చివరికి ఖాళీ స్థలంలో ప్రచారం చేయడానికి ఎలా ఏర్పడతాయో తెలియదు.మనం గైడెడ్ మరియు ఫ్రీ స్పేస్ వేవ్‌లను నీటి తరంగాలతో పోల్చవచ్చు, ఇది ప్రశాంతమైన నీటిలో లేదా ఇతర మార్గాల్లో పడిపోయిన రాయి వల్ల సంభవించవచ్చు.నీటిలో అలజడి ప్రారంభమైన తర్వాత, నీటి తరంగాలు ఉత్పన్నమవుతాయి మరియు బయటికి వ్యాపించడం ప్రారంభిస్తాయి.అలజడి ఆగిపోయినా, కెరటాలు ఆగవు కానీ ముందుకు ప్రచారం చేస్తూనే ఉంటాయి.భంగం కొనసాగితే, కొత్త తరంగాలు నిరంతరం ఉత్పన్నమవుతాయి మరియు ఈ తరంగాల ప్రచారం ఇతర తరంగాల కంటే వెనుకబడి ఉంటుంది.
విద్యుత్ అవాంతరాల ద్వారా ఉత్పన్నమయ్యే విద్యుదయస్కాంత తరంగాలకు కూడా ఇది వర్తిస్తుంది.మూలం నుండి ప్రారంభ విద్యుత్ భంగం తక్కువ వ్యవధిలో ఉంటే, ఉత్పన్నమయ్యే విద్యుదయస్కాంత తరంగాలు ప్రసార రేఖ లోపల వ్యాప్తి చెందుతాయి, ఆపై యాంటెన్నాలోకి ప్రవేశించి, చివరకు ప్రేరేపణ లేనప్పటికీ (నీటి తరంగాల వలె) చివరకు ఖాళీ తరంగాలుగా ప్రసరిస్తాయి. మరియు వారు సృష్టించిన భంగం).విద్యుదయస్కాంత తరంగాలు నిరంతరంగా ఉంటే, విద్యుదయస్కాంత తరంగాలు నిరంతరం ఉంటాయి మరియు ప్రచారం సమయంలో వాటి వెనుక దగ్గరగా ఉంటాయి, మూర్తి 5లో చూపిన బైకోనికల్ యాంటెన్నాలో చూపబడింది. విద్యుదయస్కాంత తరంగాలు ప్రసార రేఖలు మరియు యాంటెన్నాలలో ఉన్నప్పుడు, వాటి ఉనికి విద్యుత్ ఉనికికి సంబంధించినది. కండక్టర్ లోపల ఛార్జ్.అయితే, తరంగాలు ప్రసరించినప్పుడు, అవి ఒక క్లోజ్డ్ లూప్‌ను ఏర్పరుస్తాయి మరియు వాటి ఉనికిని కొనసాగించడానికి ఎటువంటి ఛార్జ్ ఉండదు.ఇది మనల్ని ఈ నిర్ధారణకు దారి తీస్తుంది:
ఫీల్డ్ యొక్క ఉత్తేజానికి ఛార్జ్ యొక్క త్వరణం మరియు క్షీణత అవసరం, అయితే ఫీల్డ్ నిర్వహణకు ఛార్జ్ యొక్క త్వరణం మరియు క్షీణత అవసరం లేదు.
మూర్తి 5
3. డైపోల్ రేడియేషన్
యాంటెన్నా నుండి విద్యుత్ క్షేత్ర రేఖలు విడిపోయి ఖాళీ-అంతరిక్ష తరంగాలను ఏర్పరిచే యంత్రాంగాన్ని వివరించడానికి మేము ప్రయత్నిస్తాము మరియు ద్విధ్రువ యాంటెన్నాను ఉదాహరణగా తీసుకుంటాము.ఇది సరళీకృత వివరణ అయినప్పటికీ, ఇది ఖాళీ-అంతరిక్ష తరంగాల ఉత్పత్తిని అకారణంగా చూడడానికి ప్రజలను అనుమతిస్తుంది.చక్రం యొక్క మొదటి త్రైమాసికంలో విద్యుత్ క్షేత్ర రేఖలు λ∕4 ద్వారా బయటికి కదులుతున్నప్పుడు ద్విధ్రువ యొక్క రెండు చేతుల మధ్య ఉత్పన్నమయ్యే విద్యుత్ క్షేత్ర రేఖలను మూర్తి 6(a) చూపుతుంది.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) మరియు కండక్టర్పై ఛార్జ్ సాంద్రత తగ్గడం ప్రారంభమవుతుంది.వ్యతిరేక ఛార్జీలను ప్రవేశపెట్టడం ద్వారా ఇది ఏర్పడినట్లు పరిగణించబడుతుంది, ఇది చక్రం యొక్క మొదటి సగం చివరిలో కండక్టర్పై ఛార్జీలను రద్దు చేస్తుంది.వ్యతిరేక ఛార్జీల ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన విద్యుత్ క్షేత్ర రేఖలు 3 మరియు λ∕4 దూరాన్ని కదులుతాయి, ఇది మూర్తి 6(b)లోని చుక్కల రేఖలచే సూచించబడుతుంది.
అంతిమ ఫలితం ఏమిటంటే మొదటి λ∕4 దూరం లో మూడు క్రిందికి విద్యుత్ క్షేత్ర రేఖలు మరియు రెండవ λ∕4 దూరం లో అదే సంఖ్యలో పైకి ఎలక్ట్రిక్ ఫీల్డ్ లైన్లు ఉంటాయి.యాంటెన్నాపై నికర ఛార్జ్ లేనందున, విద్యుత్ క్షేత్ర రేఖలు కండక్టర్ నుండి విడిపోవడానికి బలవంతం చేయబడాలి మరియు ఒక క్లోజ్డ్ లూప్‌ను ఏర్పరచడానికి ఒకదానితో ఒకటి కలపాలి.ఇది మూర్తి 6(సి)లో చూపబడింది.ద్వితీయార్ధంలో, అదే భౌతిక ప్రక్రియను అనుసరిస్తుంది, కానీ దిశ విరుద్ధంగా ఉందని గమనించండి.ఆ తరువాత, ప్రక్రియ పునరావృతమవుతుంది మరియు నిరవధికంగా కొనసాగుతుంది, మూర్తి 4 వలె విద్యుత్ క్షేత్ర పంపిణీని ఏర్పరుస్తుంది.
మూర్తి 6
యాంటెన్నాల గురించి మరింత తెలుసుకోవడానికి, దయచేసి సందర్శించండి:
పోస్ట్ సమయం: జూన్-20-2024
