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