طرز کار آنتن(2)
حال فرض کنید دو میله رسانا را به قطب های مثبت و منفی یک باتری وصل کنیم. قبل از این که کلید بسته شود، جریان صفر است؛ پس هیچ میدانی هم مشاهده نمی شود(قسمت (a) شکل بالا). به محض این که کلید مدار را می بندیم، بار مثبت از یک میله بالا می رود و بار منفی از میله دیگر (قسمت (b) عکس بالا). تغییرات توزیع بار باعث تولید میدان الکتریکی و تغییر آن می شود که باعث تولید یک میدان مغناطیسی نیز در اطراف میله ها می شود.
زمانی که میله ها به طور کامل باردار شده باشند، جریان صفر می شود و هیچ میدان مغناطیسی نیز مطابق قسمت (c) شکل نخواهیم داشت.
آنتن ها به چه صورت میدان های الکترومغناطیسی را تولید و تابش می کنند؟
میدان الکتریکی آنتن می تواند به دلیل استفاده از خازن در ساختار آن ها باشد. دو صفحه موازی خازن تخت را به صورت شکل زیر در نظر بگیرید:
در قسمت (a) وقتی بارهای مخالف در هر صفحه خازن پخش می شوند، میدان الکتریکی بین این دو صفحه به وجود می آید. اگر همین دو صفحه را از هم باز کنیم تا در یک راستا قرار بگیرند و یا زاویه 180 درجه با هم داشته باشند، میدان الکتریکی بین دو صفحه در فضا هم جریان پیدا می کند.
در قسمت (b) همان عکس می بینید که برای آنتن دو قطبی چنین میدان الکتریکی فضایی داریم. بارها در هر قسمت از آنتن در فضای بین دو نیمه آنتن، میدان تولید می کنند. در قسمت (c) عکس بالا نیز گویی یک خازن ذاتی بین دو میله آنتن دو قطبی وجود دارد. یک جریان خارجی متناوب لازم است تا میله های دو قطبی را باردار کند. جریان در هر قسمت از آنتن در جهت یکسان شارش پیدا می کند.
چنین جریانی مخصوص آنتن است. این شرایط خاص به دلیل تابش الکترومغناطیسی آنتن است.
در شکل زیر میدان های الکتریکی و مغناطیسی مربوط به آنتن دو قطبی را به صورت تک و با هم مشاهده می کنید:
همانطور که در قسمت (c) عکس بالا می بینید، میدان های الکتریکی E و مغناطیسی B یا همان H عمود بر هم در فضا منتشر می شوند و وقتی سیگنال روی آنتن نوسان می کند، موج های الکترومغناطیسی عرضی را تشکیل می دهند (جهت انتشار بر جهت ارتعاش میدان ها عمود است.)
فرض کنید دو سیم به شکل های زیر به یک جریان متناوب وصل کرده اید و موجی متحرک در طول این خطوط با سرعت نور منتشر می شود. خطوط میدان الکتریکی با قرمز نشان داده شده اند و جریان در طول سیم ها با خطوط سبز نشان داده شده است. در تصویر اول، به دلیل این که خطوط، تشکیل یک مدار باز را می دهند، پس جریان و ولتاژ در انتهای سیم بازتاب پیدا می کنند و امواج ایستاده تشکیل می دهند.
در شکل های زیر تمام توضیحات بالا را به طور متحرک می بینید:
