تابش و آنتنها
شتابگیری بارها و جریانهای نوسانی، انرژی الکترومغناطیسی را تابش میکنند که اساس آنتنها و پراکندگی امواج است.
Definition
مطالعه چگونگی تولید میدانهای الکترومغناطیسی منتشرشونده که انرژی را تا بینهایت حمل میکنند، توسط توزیعهای بار و جریان وابسته به زمان، و همچنین مطالعه ساختارهای مهندسیشده (آنتنها) و فرآیندهای پراکندگی که این تابش را گسیل، دریافت و هدایت میکنند.
Scope
این حوزه به تولید تابش الکترومغناطیسی توسط منابع متغیر با زمان میپردازد: پتانسیلهای تأخیری، میدانهای بارهای شتابدار، تابش دوقطبی و چندقطبی، طراحی و تحلیل آنتنها و آرایهها، مقاومت تابشی و الگوهای تابش، و پراکندگی امواج الکترومغناطیسی توسط اجسام. این مبحث معادلات ماکسول را به سیستمهای تابشی و گیرنده عملی متصل میکند، در حالی که انتشار هدایتشده تحت عنوان امواج الکترومغناطیسی بررسی میشود.
Sub-topics
Core questions
- چگونه بارهای شتابدار و جریانهای نوسانی تابش تولید میکنند؟
- چه عواملی الگوی تابش و توان یک منبع را تعیین میکنند؟
- آنتنها چگونه مشخصهبندی میشوند و در آرایهها ترکیب میگردند؟
- اجسام چگونه امواج الکترومغناطیسی فرودی را پراکنده میکنند؟
Key concepts
- پتانسیل تأخیری
- میدان تابش
- فرمول لارمور
- تابش دوقطبی الکتریکی
- الگوی تابش
- بهره و جهتداری
- آرایه آنتن
- سطح مقطع پراکندگی
Key theories
- پتانسیلهای تأخیری و میدانهای تابش
- پتانسیلهای منابع متغیر با زمان به منبع در زمان قبلی و تأخیری بستگی دارند؛ دور از منبع، میدانها با فاصله نسبت معکوس دارند و انرژی را به صورت تابش با خود میبرند.
- تابش دوقطبی
- یک دوقطبی الکتریکی نوسانی توانی متناسب با توان چهارم فرکانس با یک الگوی زاویهای مشخص تابش میکند که نمونه اولیه برای بیشتر سیستمهای تابشی است.
- نظریه آنتن
- آنتنها با الگوی تابش، بهره، جهتداری، مقاومت تابشی و امپدانس مشخص میشوند و آرایهها عناصر را برای شکلدهی و هدایت پرتو تابششده ترکیب میکنند.
Clinical relevance
اصول تابش و آنتن، ارتباطات رادیویی، تلویزیونی، سیار و ماهوارهای، رادار و سنجش از دور، رادیو نجوم، و همچنین کویلهای رادیوفرکانسی و ارزیابی مواجهه مورد استفاده در تصویربرداری رزونانس مغناطیسی را ممکن میسازد.
History
هرتز اولین سیستم تابشی و گیرنده عمدی را در سالهای ۱۸۸۷-۱۸۸۸ ساخت و امواج ماکسول را تأیید کرد. لارمور در سال ۱۸۹۷ توان تابششده توسط یک بار شتابدار را استخراج کرد و مارکونی در حدود سال ۱۹۰۰ تابش را به ارتباطات بیسیم دوربرد عملی تبدیل کرد.
Key figures
- Heinrich Hertz
- Joseph Larmor
- Guglielmo Marconi
Related topics
Seminal works
- jackson1998
- balanis2016
Frequently asked questions
- برای تابش یک بار چه چیزی لازم است؟
- یک بار که با سرعت ثابت حرکت میکند، تابش نمیکند؛ تابش نیازمند شتاب است، بنابراین بارهای نوسانی یا شتابدار و جریانهای متغیر با زمان، منابع امواج الکترومغناطیسی هستند.
- چه چیزی یک آنتن خوب را میسازد؟
- کارایی یک آنتن به تطابق اندازه آن با طول موج و همچنین به الگوی تابش، بهره و تطابق امپدانس آن با خط تغذیه بستگی دارد؛ آرایههایی از عناصر به مهندسان اجازه میدهند تا پرتو را شکل داده و هدایت کنند.