www.elektronik.si

[blay44]

Živijo

Malo se zadnje čase ukvarjam z radijo tehniko. Že očeta @igor007 sem spraševal, pa je zagrizen "jako tokaš" in njegova razlaga je samo takšna, da služi širjenju el.magnetnih valov(kot kakšen močno dušeni resonančni krog). Vendar v tem primeru bi zadostovala že tuljava v odajniku. Pa se z anteno oddaja močno poveča. Na netu so različne informacije. Da se širjenje valov odvija elktrostatično, nekje spet omenjajo elektro magnetno energijo.
Tu nekaj ne štima. Če je resonančni krog, s kom potem tista paličica resonira? Mogoče z železno sedico zemlje ali čemu?
Zakaj pride do širjenja valov(moč elektro magnetne ali elektrostatične energije naj bi padala s kvadratom odaljenosti), vendar tukaj ni čisto tako
A mi kdo zna to po kmečko razložiti.

LP

[VolkD]

Za začetek poskusimo takole:
Antena je naprava, ki visokofrekvenčno električno energijo spremeni v elektromagnetno valovanje.
Zanimivo je, da ta ista naprava zmore konverzijo tudi v obratni smeri.

[milan62]

Lahko si prebereš razlago na wikipedii

http://en.wikipedia.org/wiki/Antenna_(radio)

LP

[blay44]

[igo]

Vse skupaj se začne s hitrostjo širjenja električnega polja po prevodni snovi podolgovate oblike (žici).
Statično gledano imaš +)-----------kabel----------(- , kjer je med (+) in (-) električno polje E=k*U/d (U=napetost, d=dolžina) .
Pa recimo, da imaš kos žice priključen na -)--------------------žica------------- , na drugi strani je potencial izenačen, cela žica ima enak potencial.

Sedaj pa (-) nenadoma spremeniš na (+). Ker hitrost širjenja vpliva E polja ni neskončna, je na desni strani žica še vedno na (-), na levi pa že na (+). Pojavi se E polje. Pravtako je bilo pred spremembo število prostih elektronov v žici v nekem ravnovesnem stanju. Da se vspostavi novo ravnovesno stanje (na obeh straneh (+)), steče tudi tok, ki povzroči magnetno polje.

Da ti ni dolgčas, pa sedaj na levi strani pripelješ napetost sinusne oblike in neke frekvence.
(+) še niti ne pride na drugo stran, ko je na vhodu že (-), pa spet (+), ...
Vsaka razlika potencialov med levo in desno stranjo povzroči E polje, ki ga zaznaš tudi zunaj žice.
Vsaka razlika potencialov med levo in desno stranjo povzroči, da steče tok, ki povzroči merljivo magnetno polje tudi zunaj žice.
Vse skupaj se časovno gledano dogaja sinusno. Tudi hitrost širjenja E in M polj v prostor je končna (svetlobna). Ko ti par m stran nekaj izmeriš, je stanje v tistem kosu žice že povsem drugačno.

Ko ti pomeriš maksimalno magnetno polje, je lahko v žici M polje že 0 ali celo maksimalno v obratni smeri.
Nato postaviš dva merilnika M polja. M polje pripotuje do prvega, ga pomeriš, leti naprej do drugega, ga pomeriš, med meritvama preteče nekaj časa (odvisno od razdalje med merilnikoma). Ko meriš prvi val na drugem merilniku, je na prvem merilniku že drugi val (od sinusoide).
Če merilnika postaviš toliko narazen, da sta obe meritvi v istem trenutku enaki, si na nekem večkratniku valovne dolžine (lahko na prvem, ali na n-tem).

Če je frekvenca zelo visoka, sta pri dani hitrosti širjenja valov enaki vrednosti sosednjih valov zelo blizu skupaj, zato je valovna dolžina manjša. In obratno - nizka frekvenca ima večjo valovno dolžino.

Po zraku torej potujeta E in M polje sinusne oblike, želene frekvence, dane valovne dolžine, neke jakosti. Ker sta polji nastali v istem sistemu in sta medsebojno vzročno-posledično povezani, se jima skupaj reče elektromagnetno polje (lahko bi tudi samo E ali samo M polje pošiljal v prostor, a to ni več antena).

Da pa se v tistem koščku žice vse dogaja z manjšimi izgubami,... mora biti dolžina kosa žice prilagojena valovni dolžini signala, ki ga želimo prenesti v oddaljen kraj.

In, ja, ko to EM polje pripotuje do oddaljenega kosa žice podobnih dimenzij, kot je prvi kos, dovedeno M polje v njej inducira E polje, ki sovpada z dovedenim E poljem, inducirano E polje pa povzroči, da steče tok in povzroči M polje, ki sovpada z dovedenim M poljem. Sistema na oddajni in sprejemni strani sta zato povezana mnogo bolje, in zanesljiveje, kot če bi pošiljal samo E ali samo M polje.

V glavnem obema kosoma žice se po domače reče antena in je to to.

Gledano po časovni sinusoidi sta E in M polji med seboj premaknjeni za 90°, a vse deluje kot enotna zveza vzrok-posledica.

E polje ima smer, ki je vzporedna z žico (ista smer / nasprotna smer ; glede na polariteto (+) in (-) ). M polje objema žico v smeri ure, ko tok teče v žico od začetka žice proti koncu, ko pa teče tok iz žice, pa ima M polje nasprotno smer kot ura.
Tako sta E in M polji med seboj pravokotni, pri čemer ima antena t.i. sevalni diagram - ne seva enako v vse smeri krogle, ampak najmočneje seva ravno v ravnino, ki jo antena pravokotno prebada.

Časovno gledano vržeš v vodo kamen. Gladina niha v smeri gor/dol (primerljivo z E poljem: nad prvotno gladino ima + smer, pod prvotno gladino pa - smer), M polje pa v smeri ure / obratno smeri ure. Pri tem se obe polji širita stran od vira s končno hitrostjo, dano valovno dolžino in jakostjo, ki upada s kvadratom razdalje od vira.

[blay44]

Tole pa je HI-END razlaga, ki je ne najdeš na celem spletu.
Primoran sem bil kar večkrat prebrati.

Ja električno polje ne elektrostatičo. Zmotil sem se.

Če prav razumem. Ko imamo med koncema žice najvišjo razliko napetosi ( to je 1/4 ali 2/3, 1.1/4 itd..vala) je elktrično polje najmočnejše (tudi njegova energija) in ravno to izmenjajoče E polje, te valovne dolžine povzroči največji tok in s tem najmočnejše magnetno polje v anteni. In ker sta za 90st. obrnjena pride do izrivanja
Od tukaj točno določena dolžina žice.
Domnevam, da se pri odprtem dipolu dogaja isto samo sile so za 90st zamaknjene?(polarizirane)

Kako pa pri zaprtem? Igrata skrajna konca dipola isto vlogo?

IGO hvala za razlago.

Lp

[igo]

Ne vem, kaj naj bi bil odprt in zaprt dipol ...
Stvar je v tem, da vsaka žica, skozi katero teče izmenični tok, seva EM valovanje.

Obstajajo bolj ali manj uspešni načini, da to sevanje oslabimo in bolj ali manj uspešni načini, da to sevanje povečamo. Odvisno, kaj želimo. Ni nobenega izrivanja.

Podrobnosti postanejo zanimive takrat, ko so valovne dolžine primerljive z dimenzijami žic, v katerih se se vse skupaj dogaja.

Tisto 90° je dvoumno napisano.
90° je kot med E in M poljem. To je zato, ker je E polje vzporedno z anteno, M polje pa žico objema kot cev z anteno v svoji vzdolžni osi, pri čemer ima M polje smer tangente na to cev. Se pravi, da je pravokotno na vzdolžno os antene.

Pustimo zaenkrat razne eliptične in krožne polarizacije.
Če sta oddajna in sprejemna antena vzporedni, je prenos energije največji.
Oddano M polje je takrat pravokotno na sprejemno anteno, zato se v njej inducira E polje vzporedno s smerjo antene. Tega podpre še sprejeto E polje.

Če sta anteni med seboj pravokotno postavljeni, pa M polje prve antene v drugi ne more inducirati E polja, niti ga prvo E polje ne more podpreti. Medsebojno se anteni sploh ne motita, četudi bi bili obe oddajni. Neka tretja bi sprejemala signal iz tiste, ki je enako usmerjena kot ona sama. Od tega, kako je antena postavljena, je odvisna polarizacija.

Če je oddajna antena sestavljena iz dveh delov, ki sta med seboj postavljena pravoktno in se začenjata v isti točki (električno ločeni), sinusoiden signal pa v en del pride s časovnim zamikom 90° (po malo daljši poti), nastane krožna polarizacija.
Če časovno opazuješ vsoto obeh E vektorjev (dolžina, smer), je najprej vsota enaka 1 v navpični smeri (takrat je E v vodoravni enak 0), nato pa začne vodoraven E naraščati, navpičen upadati, dokler ni vsota enaka 1 v vodoravni smeri. Takrat je v navpični smeri enaka 0. Potem navpična upada proti -1, vodoravna proti 0. Ko navpična doseže -1 in vodoravna 0, se navpična začne povečevati proti 0, vodoravna pa padati proti -1. In ko se to zgodi, gre navpična spet proti 1, vodoravna pa proti 0. Vektorska vsota torej kroži po krožnici.
Enako velja za vsoto obeh M vektorjev, ki kroži v isto smer kot E polje.
Pri mobilnikih je seveda jasno, da je polarizacija krožna, zato je kakovost povezave povsem neodvisna od lege mobilnika.

Glede zahtevnosti razlage ... slik ravno ne grem risati, zato poskušam z besedami za silo opisati dogajanje.

[Hercio]

Ziv!

Na spodnjih dveh linkih imas tudi neki skic, animacij in seveda razlage, ce ti anglescina ne dela problemov

• http://en.wikipedia.org/wiki/Polarization_%28waves%29
• http://www.radio-electronics.com/info/antennas/basics/polarisation-polarization.php

Uzivaj

[blay44]

Hvala. Si bom vzel malo časa, da tole še malo preštudiram. Ni tole čist enostava reč.

LP

[Hercio]

Mogoce ti bo prsla v postev tudi debata na farumu:
http://www.elektronik.si/phpBB2/viewtopic.php?t=18260

Cicer ni cista stroga teorija; veliko najdes tudi v ARRLovi antenna book.

Srecno!

[Inventor]

Kvantno-fizikalno:

V anteni imaš visokofrekvenčno izmenično EM silo, ki sem in tja premika elektrone (saj vemo; hitrost sile je 300000 km/s, ne elektronov).... silo prenašajo ti. virtualni fotoni (imamo še gravitone za gravitacijo, gluone za močno silo in težke bozone (W+,W-,Z0) za šibko).

No, zaradi VF polja se ti virtualni fotoni v precejšnjem deležu spreminjajo v prave fotone, torej energijo EM valovanja. To so tisti fotoni, ki naj bi bili predstavljali svetlobo, samo da imamo tukaj RF, ne svetlobo.

Podobno se zgodi pr črnih luknjah, ko se virtualni foton spremeni v pravega, ko mu njegovega antipartnerja potegne noter...to je Hawkingovo sevanje črnih lukenj.

Zakaj točno pa se te transformacije dogajajo, pa ne vem; sem namreč komaj 2. letnik gimnazije!

V glavnem važno je, da veš, da se sila, ki drugače pospešuje elektrone, spreminja v EM valovanje. Se pravi namesto da bi se antena grela, raje seva...to ji pa uspe pri VF in zaradi same svoje oblike (tuljava npr. ne bo kaj prida sevala, tudi pri VF...okoli nje bodo torej samo virtualni, ne pravi fotoni). Od resonance je pa odvisna moč in izkoristek, pa SWR in ne vam kaj še vse ...

Tako sem si jaz razložil točno isto dilemo kot jo imaš ti. In meni je razlaga všeč, saj sem tudi sam fizik!
Lp, M.

[blay44]

Zanimivo.
Samo tukaj nekaj ne gre skupaj. Potem bi morala biti tudi hitrost gravitacijske sile omejena. Kaj pa potem drži elemente vesolja?
Za namišljene fotone res še nisem slišal. Fotoni pa naj ne bi imeli maso in zato po mojih predstavah ne morejo prenašati "učinkov" sile? Vsekakor pa se prenaše EM energija, saj je to tudi svetloba.
Glede črne luknje. Po mojem element(kar koli že je) tako pospeši in istočasno dobi tako maso(g. Einstein), da preide v neko drugo stanje. Hočem reči..nekaj takega kot razlika med kvantnim svetom in našim. Bojda.
Je pa zanimivo. Zadnjič sem metal kamne v vodo in ne glede na hitrost, maso kamna, itd. je bila valovna dolžina vala vedno enaka. Samo doseg(dušitev) se je spreminjala. Na oko izmerjeno.

Drugače pa že zbiram za ARRLovo knjigo.
LP

[igo]

Joj, no ... ne se hecat'. Saj res, da izumitelji gledamo na kakšno zadevo "rahlo" "drugače" kot ostali, ampak tako počez pa spet ne gre.

[psevdonim]

Vladimir Krstić, Mala škola elektronike, 1. deo: ta radio je dejansko deloval. Nikoli nisem ujel Radia Ljubljana, neke druge srednjevalovne postaje pa presenetljivo čisto.

[Inventor]

Igo, hvala za dopolnitev! Vsekakor o teh področjih fizike vem le toliko kot je napisanega v Hawkingovi Kratki zgodovini časa in Vesolju v orehovi lupini. (no, mogoče še malo več ...)

"Antena se greje" ... Igo

Nisem rekel da se ne... samo da gre del energije, ki bi sicer šel v gretje, v sevanje.

Pa hvala za tisto razlago na koncu! Se bom pa v to poglobil ko bo prišel čas... kdaj kasneje, hehe.

"Potem bi morala biti tudi hitrost gravitacijske sile omejena. Kaj pa potem drži elemente vesolja?" ... blay44

Saj je!! Če iz nič nastaneta dva planeta, ki sta sv. leto narazen, 1 leto ne bosta vedela en za drugega! Kar pa se tiče današnjega vesolja, so vsa telesa že gravitacijsko povezana od velikega poka naprej (ko se ustvari masa), zato to ni problem! Drugače si tega nisem zmislil...to mi je tudi že potrdil neki fizik...če želite pa lahko vprašam Mikuža, enega od naših CERNovcev, za vsak slučaj (samo potem boste morali še malo potrpeti...)

Lep vikend!
M.