Антенны излучают сигналы в эфир, которые далее направляются по сигнальному тракту к приемнику, где другая антенна ловит радиоволну или сигнал, чтобы передать его приемнику.
Явление электромагнитной волны исследуется в рамках изучения всех видов антенн и теории распространения радиоволн. В обозначенной теме внимание уделяется также таким явлениям как, поляризация, входное сопротивление и пр.
Электромагнитные волны и основное действие антенны
Конструкция радиоантенны обусловлена особенностями распространения радиоволн.
Электромагнитные волны относят к тому же виду излучения, что свет, ультрафиолетовые и инфракрасные лучи, однако последним свойственна другая длина и частота. Электромагнитные волны образуются в результате взаимодействия электрических и магнитных полей, существование которых несепарабельно. Плоскости этих полей расположены под прямым углом относительно друг друга, а также перпендикулярно направлению движения волны.
Изменения напряжения в радиоантенне, излучающей сигнал, порождают электрическое поле, магнитные же изменения напрямую связаны с протеканием тока. Следует отметить, что силовые линии в электрическом поле проходят по той же оси, на которой расположена радиоантенна. Но по мере их удаления от антенны, они рассеиваются в пространстве. Расчеты по определению электрического поля строятся на основе данных об изменении напряжения на заданном расстоянии. Напряженность поля измеряется в Вт/м.
При аналогичном рассуждении имеет место следующее утверждение — получение радиоантенной сигнала провоцирует магнитные изменения, которые способствуют возникновению электрического тока, а изменения электрического поля вызывают изменения напряжения на антенне.
Существует несколько основных свойств волны. Первое — это ее длина, которая представляет собой расстояние между двумя идентичными точками, расположенными в одной фазе. Точку, которая выделяется среди других и которую легко обнаружить, называют пиковой, при этом, можно использовать любую характерную точку.
Второе основное свойство электромагнитной волны — ее частота. Она показывает сколько раз конкретная точка на волне поднималась и опускалась в заданный промежуток времени (как правило, в секунду). Единица измерения частоты — Гц, эта величина равна одному совершенному циклу в секунду. Единица измерения частоты получила свое название в честь немецкого ученого, открывшего факт существования радиоволны. Частоты, которые используют в радио обычно очень высокие, поэтому часто встречаются приставки кило, Мега, Гига. 1 кГц равен 1000 Гц, 1 МГц равен 1 млн. Гц и 1 ГГц равен 1000 млн. Гц, т.е. 1000 МГц. Первоначально для обозначения величины частоты не использовали имя ученого, в обиходе было обозначение ц/с (циклов в секунду). В некоторых старых книгах можно встретить комбинированные обозначения: кц/с, Мц/с и т. д. для более высоких частот.
Третье основное свойство волны — скорость, которая является эквивалентной скорости света. Для большинства практических целей используют значение 3000000000 м/с, хотя более точное значение — 299792500 м/с.
Преобразование частоты волны в длину
Раньше в качестве меры сигнала применялась длина волны, сегодня же для этой цели используют частоту. Определить соотношение частоты и длины волны очень просто, поскольку они связаны, как показано ниже, скоростью света:
λ = c/f,
где λ — длина волны (м);
f — частота (Гц);
с — скорость радиоволны (света), для практических целей используется значение 300000000 м/с.
Важное значение в данной теме имеет также индукция.Следует отметить, что индукция в радиоантенне и в трансформаторе имеет общую природу. Она не является составляющим элементом электромагнитной волны, однако образовавшись в непосредственной близости от антенны, индукция может оказать влияние на параметры измерения антенны. Это также означает и то, что передающие антенны с большей долей вероятности создадут помехи в случае, если они расположены близко к другим антеннам или находятся рядом с проводкой, которая может иметь индуцированный в нее сигнал. Если говорить о принимающих антеннах, то необходимо учитывать тот факт, что они являются восприимчивыми к помехам в том случае, если они установлены рядом с внутренней проводкой и т.п. К счастью, индуктивное поле исчезает довольно быстро и является едва уловимым на расстоянии примерно двух — трех длин волн от радиоантенны.
