விஷயத்தில்ஆண்டெனாக்கள்மக்கள் மிகவும் கவலைப்படும் கேள்வி என்னவென்றால், "கதிர்வீச்சு உண்மையில் எவ்வாறு உருவாக்கப்படுகிறது?" என்பதுதான். சமிக்ஞை மூலத்தால் உருவாக்கப்படும் மின்காந்தப் புலம், செலுத்து வழித்தடம் வழியாகவும் ஆன்டெனா உள்ளேயும் எவ்வாறு பரவுகிறது, இறுதியாக ஆன்டெனாவிலிருந்து 'பிரிந்து' ஒரு வெற்றிட அலையை உருவாக்குகிறது?
1. ஒற்றைக் கம்பி கதிர்வீச்சு
படம் 1-இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, a குறுக்குவெட்டுப் பரப்பளவையும் V கனஅளவையும் கொண்ட ஒரு வட்டக் கம்பியில், qv (கூலும்/மீ³) என வெளிப்படுத்தப்படும் மின்னூட்ட அடர்த்தி சீராகப் பரவியுள்ளது என்று கொள்வோம்.
படம் 1
V கனஅளவில் உள்ள மொத்த மின்னூட்டம் Q, z திசையில் Vz (மீ/வி) என்ற சீரான வேகத்தில் நகர்கிறது. கம்பியின் குறுக்குவெட்டில் உள்ள மின்னோட்ட அடர்த்தி Jz என்பது நிரூபிக்கப்படலாம்:
Jz = qv vz （1）
கம்பி ஒரு இலட்சிய கடத்தியால் செய்யப்பட்டிருந்தால், கம்பியின் மேற்பரப்பில் உள்ள மின்னோட்ட அடர்த்தி Js:
Js = qs vz （2）
இதில் qs என்பது மேற்பரப்பு மின்னூட்ட அடர்த்தி. கம்பி மிகவும் மெல்லியதாக இருந்தால் (சிறந்த நிலையில், ஆரம் 0), கம்பியில் பாயும் மின்னோட்டத்தை பின்வருமாறு வெளிப்படுத்தலாம்:
Iz = ql vz (3)
இதில் ql (கூலும்/மீட்டர்) என்பது ஓரலகு நீளத்திற்கான மின்னூட்டம் ஆகும்.
நாம் முக்கியமாக மெல்லிய கம்பிகளைப் பற்றிக் கவலைப்படுகிறோம், மேலும் முடிவுகள் மேலே உள்ள மூன்று நிகழ்வுகளுக்கும் பொருந்தும். மின்னோட்டம் நேரத்தைப் பொறுத்து மாறுபடுமானால், சூத்திரம் (3) இன் நேரத்தைப் பொறுத்த வகைக்கெழு பின்வருமாறு:
(4)
az என்பது மின்னூட்ட முடுக்கம். கம்பியின் நீளம் l எனில், (4) ஐ பின்வருமாறு எழுதலாம்:
(5)
சமன்பாடு (5) என்பது மின்னோட்டத்திற்கும் மின்னூட்டத்திற்கும் இடையிலான அடிப்படை உறவு, மேலும் மின்காந்த கதிர்வீச்சின் அடிப்படை உறவும் ஆகும். எளிமையாகச் சொன்னால், கதிர்வீச்சை உருவாக்க, காலத்தைப் பொறுத்து மாறும் மின்னோட்டம் அல்லது மின்னூட்டத்தின் முடுக்கம் (அல்லது எதிர்முடுக்கம்) இருக்க வேண்டும். நாம் பொதுவாக கால-இசைவுப் பயன்பாடுகளில் மின்னோட்டத்தைக் குறிப்பிடுகிறோம், மேலும் நிலைமாறும் பயன்பாடுகளில் மின்னூட்டம் பெரும்பாலும் குறிப்பிடப்படுகிறது. மின்னூட்ட முடுக்கத்தை (அல்லது எதிர்முடுக்கத்தை) உருவாக்க, கம்பி வளைக்கப்பட வேண்டும், மடிக்கப்பட வேண்டும் மற்றும் தொடர்ச்சியற்றதாக இருக்க வேண்டும். மின்னூட்டம் கால-இசைவு இயக்கத்தில் அலைவுறும் போது, அது காலமுறை மின்னூட்ட முடுக்கம் (அல்லது எதிர்முடுக்கம்) அல்லது காலத்தைப் பொறுத்து மாறும் மின்னோட்டத்தையும் உருவாக்கும். எனவே:
1) மின்னூட்டம் நகரவில்லை என்றால், மின்னோட்டமும் இருக்காது, கதிர்வீச்சும் இருக்காது.
2) மின்னூட்டம் மாறாத வேகத்தில் நகர்ந்தால்:
அ. கம்பி நேராகவும் முடிவற்ற நீளமாகவும் இருந்தால், கதிர்வீச்சு இல்லை.
ஆ. படம் 2-இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, கம்பி வளைந்திருந்தாலோ, மடிந்திருந்தாலோ, அல்லது தொடர்ச்சியற்று இருந்தாலோ, கதிர்வீச்சு ஏற்படுகிறது.
3) மின்னூட்டம் காலப்போக்கில் அலைவுற்றால், கம்பி நேராக இருந்தாலும் மின்னூட்டம் கதிர்வீசும்.
படம் 2
படம் 2(d)-இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, அதன் திறந்த முனையில் ஒரு சுமை வழியாக நிலத்தொடர்பு செய்யக்கூடிய ஒரு திறந்த கம்பியுடன் இணைக்கப்பட்ட துடிப்பு மூலத்தைப் பார்ப்பதன் மூலம் கதிர்வீச்சு பொறிமுறையின் ஒரு பண்புரீதியான புரிதலைப் பெறலாம். கம்பி ஆரம்பத்தில் ஆற்றலூட்டப்படும்போது, மூலத்தால் உருவாக்கப்படும் மின்புலக் கோடுகளால் கம்பியில் உள்ள மின்னூட்டங்கள் (கட்டற்ற எலக்ட்ரான்கள்) இயக்கப்படுகின்றன. மின்னூட்டங்கள் கம்பியின் மூல முனையில் முடுக்கப்பட்டு, அதன் முனையில் பிரதிபலிக்கும்போது எதிர்முடுக்கப்படுவதால் (அசல் இயக்கத்துடன் ஒப்பிடும்போது எதிர்மறை முடுக்கம்), அதன் முனைகளிலும் கம்பியின் மீதமுள்ள பகுதியிலும் ஒரு கதிர்வீச்சுப் புலம் உருவாகிறது. மின்னூட்டங்களின் முடுக்கமானது, மின்னூட்டங்களை இயக்கத்தில் வைத்து அதனுடன் தொடர்புடைய கதிர்வீச்சுப் புலத்தை உருவாக்கும் ஒரு வெளிப்புற விசை மூலத்தால் நிறைவேற்றப்படுகிறது. கம்பியின் முனைகளில் மின்னூட்டங்களின் எதிர்முடுக்கமானது, கம்பியின் முனைகளில் செறிவூட்டப்பட்ட மின்னூட்டங்கள் குவிவதால் ஏற்படும் தூண்டப்பட்ட புலத்துடன் தொடர்புடைய உள்விசைகளால் நிறைவேற்றப்படுகிறது. கம்பியின் முனைகளில் மின்னூட்டத்தின் வேகம் பூஜ்ஜியமாகக் குறையும்போது, இந்த உள்விசைகள் மின்னூட்டக் குவிப்பிலிருந்து ஆற்றலைப் பெறுகின்றன. எனவே, மின்புலத் தூண்டுதலால் மின்னூட்டங்கள் முடுக்கமடைவதும், கம்பியின் மின்மறுப்பில் உள்ள தொடர்ச்சியின்மை அல்லது மென்மையான வளைவின் காரணமாக மின்னூட்டங்கள் எதிர்முடுக்கமடைவதும் மின்காந்தக் கதிர்வீச்சு உருவாவதற்கான பொறிமுறைகளாகும். மாக்ஸ்வெல் சமன்பாடுகளில் மின்னோட்ட அடர்த்தி (Jc) மற்றும் மின்னூட்ட அடர்த்தி (qv) ஆகிய இரண்டும் மூலக் கூறுகளாக இருந்தாலும், குறிப்பாக நிலைமாறும் புலங்களுக்கு, மின்னூட்டமே மிகவும் அடிப்படையான அளவாகக் கருதப்படுகிறது. கதிர்வீச்சு பற்றிய இந்த விளக்கம் முக்கியமாக நிலைமாறும் நிலைகளுக்குப் பயன்படுத்தப்பட்டாலும், இதை நிலைத்த கதிர்வீச்சை விளக்கவும் பயன்படுத்தலாம்.
பல சிறந்தவற்றை பரிந்துரைக்கவும்ஆண்டெனா தயாரிப்புகள்தயாரிக்கப்பட்டதுஆர்எஃப்எம்ஐஎஸ்ஓ:
RM-டிசிஆர்406.4
RM-பிசிஏ082-4 (0.8-2GHz)
RM-SWA910-22(9-10GHz)
2. இரு-கம்பி கதிர்வீச்சு
படம் 3(a)-வில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, ஒரு ஆன்டெனாவுடன் இணைக்கப்பட்ட இரு கடத்தி மின் செலுத்து கம்பியில் ஒரு மின்னழுத்த மூலத்தை இணைக்கவும். இரு கம்பிச் செலுத்து கம்பியில் மின்னழுத்தத்தைப் பயன்படுத்தும்போது, கடத்திகளுக்கு இடையில் ஒரு மின்புலம் உருவாகிறது. இந்த மின்புலக் கோடுகள், ஒவ்வொரு கடத்தியுடனும் இணைக்கப்பட்டுள்ள கட்டற்ற எலக்ட்ரான்கள் (அணுக்களிலிருந்து எளிதில் பிரிக்கக்கூடியவை) மீது செயல்பட்டு, அவற்றை நகரச் செய்கின்றன. மின்னூட்டங்களின் இந்த இயக்கம் மின்னோட்டத்தை உருவாக்குகிறது, இது ஒரு காந்தப்புலத்தை உருவாக்குகிறது.
படம் 3
மின்புலக் கோடுகள் நேர்மின்னூட்டங்களுடன் தொடங்கி எதிர்மின்னூட்டங்களுடன் முடிவடைகின்றன என்பதை நாம் ஏற்றுக்கொண்டுள்ளோம். நிச்சயமாக, அவை நேர்மின்னூட்டங்களுடன் தொடங்கி முடிவிலியில் முடியலாம்; அல்லது முடிவிலியில் தொடங்கி எதிர்மின்னூட்டங்களுடன் முடியலாம்; அல்லது எந்த மின்னூட்டங்களுடனும் தொடங்காமலும் முடியாமலும் மூடிய வளையங்களை உருவாக்கலாம். காந்தப்புலக் கோடுகள் எப்போதும் மின்னோட்டம் பாயும் கடத்திகளைச் சுற்றி மூடிய வளையங்களை உருவாக்குகின்றன, ஏனெனில் இயற்பியலில் காந்த மின்னூட்டங்கள் இல்லை. சில கணித சூத்திரங்களில், திறன் மற்றும் காந்த மூலங்களை உள்ளடக்கிய தீர்வுகளுக்கு இடையிலான இருமையைக் காட்டுவதற்காக, சமமான காந்த மின்னூட்டங்களும் காந்த மின்னோட்டங்களும் அறிமுகப்படுத்தப்படுகின்றன.
இரண்டு கடத்திகளுக்கு இடையில் வரையப்பட்ட மின்புலக் கோடுகள் மின்னூட்டப் பரவலைக் காட்ட உதவுகின்றன. மின்னழுத்த மூலம் சைனசாய்டல் என நாம் கருதினால், கடத்திகளுக்கு இடையேயான மின்புலமும் மூலத்தின் அலைவுக்காலத்திற்குச் சமமான அலைவுக்காலத்துடன் சைனசாய்டலாக இருக்கும் என எதிர்பார்க்கிறோம். மின்புல வலிமையின் சார்புப் பருமையானது மின்புலக் கோடுகளின் அடர்த்தியால் குறிக்கப்படுகிறது, மேலும் அம்புக்குறிகள் சார்புத் திசையை (நேர்மறை அல்லது எதிர்மறை) சுட்டிக்காட்டுகின்றன. படம் 3(a)-வில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, கடத்திகளுக்கு இடையில் காலத்தைப் பொறுத்து மாறும் மின் மற்றும் காந்தப் புலங்கள் உருவாவது, செலுத்துக்கோடு வழியே பரவும் ஒரு மின்காந்த அலையை உருவாக்குகிறது. அந்த மின்காந்த அலை, மின்னூட்டம் மற்றும் அதற்கேற்ற மின்னோட்டத்துடன் ஆன்டெனாவுக்குள் நுழைகிறது. படம் 3(b)-வில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, ஆன்டெனா அமைப்பின் ஒரு பகுதியை நாம் அகற்றினால், மின்புலக் கோடுகளின் திறந்த முனைகளை (புள்ளிக்கோடுகளால் காட்டப்பட்டுள்ளது) "இணைப்பதன்" மூலம் ஒரு வெற்றிட அலையை உருவாக்க முடியும். அந்த வெற்றிட அலையும் அலைவுக்காலம் உடையது, ஆனால் மாறா-கட்டப் புள்ளி P0 ஒளியின் வேகத்தில் வெளிப்புறமாக நகர்ந்து, அரை அலைவுக்காலத்தில் λ/2 (P1-க்கு) தூரத்தைக் கடக்கிறது. ஆன்டெனாவிற்கு அருகில், மாறா-கட்டப் புள்ளி P0 ஒளியின் வேகத்தை விட வேகமாக நகர்கிறது மற்றும் ஆன்டெனாவிலிருந்து தொலைவில் உள்ள புள்ளிகளில் ஒளியின் வேகத்தை நெருங்குகிறது. படம் 4, t = 0, t/8, t/4, மற்றும் 3T/8 ஆகிய நேரங்களில் λ/2 ஆன்டெனாவுக்கான வெற்றிட மின்புலப் பரவலைக் காட்டுகிறது.
படம் 4: t = 0, t/8, t/4 மற்றும் 3T/8 நேரங்களில் λ∕2 ஆன்டெனாவுக்கான வெற்றிட மின்புலப் பரவல்.
வழிகாட்டப்பட்ட அலைகள் ஆன்டெனாவிலிருந்து எவ்வாறு பிரிக்கப்பட்டு, இறுதியில் வெற்றிடத்தில் பரவுவதற்காக உருவாகின்றன என்பது அறியப்படவில்லை. வழிகாட்டப்பட்ட மற்றும் வெற்றிட அலைகளை நாம் நீர் அலைகளுடன் ஒப்பிடலாம்; அமைதியான நீர்நிலையில் ஒரு கல்லை எறிவதாலோ அல்லது வேறு வழிகளிலோ நீர் அலைகள் உருவாகலாம். நீரில் ஒரு கலக்கம் தொடங்கியவுடன், நீர் அலைகள் உருவாகி வெளிப்புறமாகப் பரவத் தொடங்குகின்றன. கலக்கம் நின்றாலும், அலைகள் நிற்பதில்லை, மாறாக முன்னோக்கிப் பரவிக்கொண்டே இருக்கும். கலக்கம் தொடர்ந்தால், புதிய அலைகள் தொடர்ந்து உருவாகின்றன, மேலும் இந்த அலைகளின் பரவல் மற்ற அலைகளை விடப் பின்தங்கிவிடும்.
மின் இடையூறுகளால் உருவாக்கப்படும் மின்காந்த அலைகளுக்கும் இதுவே பொருந்தும். மூலத்திலிருந்து வரும் ஆரம்ப மின் இடையூறு குறுகிய காலத்திற்கு இருந்தால், உருவாகும் மின்காந்த அலைகள் செலுத்து கம்பிக்குள் பரவி, பின்னர் ஆன்டெனாவுக்குள் நுழைந்து, இறுதியாக, கிளர்ச்சி இல்லாத நிலையிலும் வெற்றிட அலைகளாகக் கதிர்வீசுகின்றன (நீர் அலைகள் மற்றும் அவை உருவாக்கிய இடையூறுகளைப் போலவே). மின் இடையூறு தொடர்ச்சியாக இருந்தால், படம் 5-இல் காட்டப்பட்டுள்ள இருகூம்பு ஆன்டெனாவில் காணப்படுவது போல, மின்காந்த அலைகள் தொடர்ச்சியாக இருந்து, பரவலின் போது அவற்றை நெருக்கமாகப் பின்தொடர்கின்றன. மின்காந்த அலைகள் செலுத்து கம்பிகள் மற்றும் ஆன்டெனாக்களுக்குள் இருக்கும்போது, அவற்றின் இருப்பு கடத்திக்குள் இருக்கும் மின்னூட்டத்தின் இருப்பைச் சார்ந்துள்ளது. இருப்பினும், அலைகள் கதிர்வீசப்படும்போது, அவை ஒரு மூடிய வளையத்தை உருவாக்குகின்றன, மேலும் அவற்றின் இருப்பைத் தக்கவைக்க அங்கு மின்னூட்டம் இருப்பதில்லை. இது நம்மை பின்வரும் முடிவுக்கு இட்டுச் செல்கிறது:
புலத்தைத் தூண்டுவதற்கு மின்னூட்டத்தின் முடுக்கமும் எதிர்முடுக்கமும் தேவைப்படுகிறது, ஆனால் புலத்தைப் பராமரிக்க மின்னூட்டத்தின் முடுக்கமும் எதிர்முடுக்கமும் தேவைப்படுவதில்லை.
படம் 5
3. இருமுனை கதிர்வீச்சு
மின்புலக் கோடுகள் ஆன்டெனாவிலிருந்து பிரிந்து வெற்றிட அலைகளை உருவாக்கும் வழிமுறையை, இருமுனை ஆன்டெனாவுக்கு உதாரணமாகக் கொண்டு விளக்க முயற்சிக்கிறோம். இது ஒரு எளிமையான விளக்கமாக இருந்தாலும், வெற்றிட அலைகள் உருவாவதை மக்கள் உள்ளுணர்வாகப் புரிந்துகொள்ளவும் இது உதவுகிறது. சுழற்சியின் முதல் கால் பகுதியில், மின்புலக் கோடுகள் λ/4 அளவு வெளிப்புறமாக நகரும்போது, இருமுனையின் இரு கரங்களுக்கு இடையில் உருவாகும் மின்புலக் கோடுகளைப் படம் 6(a) காட்டுகிறது. இந்த உதாரணத்திற்காக, உருவான மின்புலக் கோடுகளின் எண்ணிக்கை 3 என்று வைத்துக்கொள்வோம். சுழற்சியின் அடுத்த கால் பகுதியில், அசல் மூன்று மின்புலக் கோடுகளும் மேலும் λ/4 அளவு நகர்கின்றன (தொடக்கப் புள்ளியிலிருந்து மொத்தம் λ/2), மேலும் கடத்தியின் மீதான மின்னூட்ட அடர்த்தி குறையத் தொடங்குகிறது. சுழற்சியின் முதல் பாதியின் முடிவில் கடத்தியின் மீதான மின்னூட்டங்களை ரத்துசெய்யும் எதிர் மின்னூட்டங்கள் அறிமுகப்படுத்தப்படுவதால் இது உருவாகிறது எனக் கருதலாம். எதிர் மின்னூட்டங்களால் உருவாக்கப்படும் மின்புலக் கோடுகள் 3 ஆகும், மேலும் அவை λ/4 என்ற தூரம் நகர்கின்றன, இது படம் 6(b)-இல் புள்ளிக் கோடுகளால் குறிக்கப்படுகிறது.
இறுதி விளைவாக, முதல் λ/4 தூரத்தில் மூன்று கீழ்நோக்கிய மின்புலக் கோடுகளும், இரண்டாவது λ/4 தூரத்தில் அதே எண்ணிக்கையிலான மேல்நோக்கிய மின்புலக் கோடுகளும் உள்ளன. ஆன்டெனாவில் நிகர மின்னூட்டம் இல்லாததால், மின்புலக் கோடுகள் கடத்தியிலிருந்து பிரிக்கப்பட்டு, ஒரு மூடிய வளையத்தை உருவாக்க ஒன்றாக இணைய வேண்டும். இது படம் 6(c)-இல் காட்டப்பட்டுள்ளது. இரண்டாம் பாதியில், அதே இயற்பியல் செயல்முறை பின்பற்றப்படுகிறது, ஆனால் அதன் திசை எதிர் திசையில் உள்ளது என்பதைக் கவனிக்கவும். அதன்பிறகு, இந்த செயல்முறை மீண்டும் மீண்டும் செய்யப்பட்டு, முடிவில்லாமல் தொடர்கிறது, இது படம் 4-ஐப் போன்ற ஒரு மின்புலப் பரவலை உருவாக்குகிறது.
படம் 6
ஆண்டெனாக்கள் பற்றி மேலும் அறிந்துகொள்ள, தயவுசெய்து பார்வையிடவும்:
பதிவிட்ட நேரம்: ஜூன்-20-2024
