Transcript Document
UNDE ELECTROMAGNETICE Dipolul electric oscilant Campul static (a)Sarcina pozitiva (negativa) sus (jos) (b)Sarcina negativa (pozitiva) sus (jos) Aceste sarcini se misca in sus si in jos schimbandu-si reciproc pozitiile Schimbarea campului nu se produce instantaneu. Modificarile se propaga cu viteza finita. Figuri obtinute prin simulare numerica, folosind ecuatiile lui Maxwell Campul produs de un segment de circuit parcurs de un curent electric oscilant Simulare numerica a campului electric, prezentata sub forma de desen animat Acestea sunt unde electromagnetice. Sursa fundamentala de producere a undelor electromagnetice o constituie miscarea accelerata a sarcinilor electrice. Unde electromagnetice produse de o antena Antena: dispozitiv ce genereaza unde electromagnetice daca la intrarea lui este aplicata o tensiune alternativa. Antena semi-unda (antena dipolara): doua bare coliniare si egale alimentate la o sursa de c.a. sarcinile oscileaza intre bare La momentul initial bara de sus este incarcata pozitiv iar campul electric in zona adiacenta este orientat in jos (a). Pe masura ce oscilatia continua sarcina se micsoreaza pana cand devine zero (la tensiune instantaneee 0) In acest moment intensitatea in zona adiacenta devine zero, iar zona cu intensitare diferita de zero se departeaza de bare (b); In continuare tensiunea se inverseaza, sarcina se inverseaza si in consecinta campil se inverseaza(c). Oscilatiile continua (d) si zonele cu camp create se indeparteaza. In acelasi timp este generat si camp magnetic oscilant. Zonele cu camp magnetic se departeaza de bare. Liniile de camp magnetic sunt cercuri concentrice in jurul antenei si sunt perpendiculare pe liniile de camp electric in orice punct din spatiu Antena poate fi aproximata cu un dipol electric oscilant Vectorul Poynting S Dependenta Unghiulara a Intensitatii Undei -diagrama de directivitate (polara) Cazul antenei dipolare. Intensitatea radiatiei are un maxim in planul perpendicular ce trece prin mijlocul antenei Distributia intensitatii are simetrie axiala (cilindrica) Intensitatea variaza proportional cu (sin2 θ) / r2 Circuitul de emisie a undelor La distanta mare de sursa unda EM devine unda plana wave. V(t)=Vocos(t) timpul t=/ + + O jumatate de ciclu, mai tarziu - X B B timpul t=0 - + + + + - x z y Antena monopolara (antena sfert de unda) Este formata dintr-o bara (verticala) izolata de pamant si amplasata in apropierea pamantului. Conectarea la sursa se face in partea inferioara; sursa este lagata la pamant. Antena bucla Circuitul de receptie a undelor Caracteristicile antenelor Lungimea de unda de emisie/banda de emisie Impedanta Rezistenta de radiatie Polarizarea Castigul Diagrama de dierctivitate Lungimea de unda de emisie/banda de emisie Este lungimea de unda pentru care intensitatea emisiei este maxima (antene rezonante) Antena dipolara: dublul lungimii dipolului (aprox.) Antena unipolara: de patru ori lungimea barei Depinde de viteza luminii in bara metalica. Impedanta Este impedata resimtita in circuitul de alimentare a antenei. Pentru antena dipolara are valoarea aproximativa de 70 Ω la rezonanta impedanta este pur rezistiva Rezistenta de radiatie La rezonanta, cand impedanta este pur rezistiva, pierderea de energie la trecerea curentului prin antena este de doua feluri: prin efect Joule in metalul antenei si prin radiatie Partea din rezistenta care corespunde radiatiei se numeste rezistenta de radiatie Polarizarea Se refera directia vectorului intensitate a campului electric (la o distanta mult mai mare decat lungimea de unda) In cazul antenei dipolare polarizarea este paralela cu barele antenei (in planul intensitatii maxime) sau, in general, este in planul in care se gasesc barele antenei. Diagrama de dierctivitate Este o diagrama polara (2D sau 3D) in care este reprezentata intensitatea radiatie functie de unghi, la o distanta mult mai mare decat lungmea de unda Diagrama de directivitate a antenei dipolare Antena Yagi-Uda Castigul Este raportul dintre intensitatea emisa de o antena si intensitatea emisa de antena de referinta, exprimat in dB Cu cat castigul este mai mare cu atat antena este mai directionala. dB este un numer logaritmic dB =10 log (numer) Un castig de 2 → 10 log (2) = 3 dB Un castig de 4 → 10 log (4) = 6 dB Cand o valoare se dubleaza ea creste cu 3 dB Cand o valoare se reduce la jumatate, ea scade cu -3 dB Name Gain (over isotropic) Beamwidth 3 dB 0 dB 360 2.14 dB 55 Turnstile -0.86 dB 50 Full Wave Loop 3.14 dB 200 Yagi 7.14 dB 25 Helical 10.1 dB 30 Parabolic Dipole 14.7 dB 20 Horn 15 dB 15 Biconical Horn 14 dB 360x200 Isotropic Dipole Shape Radiation Pattern 2.4 GHz Omni-Directional Antennas 2 dBi Dipole "Standard Rubber Duck" 2.4 GHz Omni-Directional Antennas 12 dBi Omni-Directional (Outdoor only) 2.4 GHz Directional Antennas (cont.) 13.5 dBi Yagi Antenna – 25 degree 13.5 dBi Yagi Antenna—Inside view 2.4 GHz Directional Antennas (cont.) 21 dBi Parabolic Dish Antenna – 12 degree