Antennifysiikkaa
Johdanto
Antenna, physics
Antennien täydellinen ymmärtäminen on haastavaa, koska siinä tulee osata Maxwellin yhtälöt, mutta tämän jutun peruslähtökohtana on seuraavat asiat:
- Kiihtyvässä liikkeessä oleva varaus säteilee (mikroprosessorit, miksi atomi pysyy kasassa?)
- Antenni on avoin virtapiiri.
Kiihtyvä liike saadaan aikaiseksi (esim) vaihtovirralla.
Lähtökohtaisesti antenneja on kahta eri perustyyppiä, mutta teknisiä vaihtoehtoja on paljon
- silmukka-antenni
- dipoliantenni
Teoriaa: silmukka-antenni
Teoriaa: dipoliantenni
1. Lähetin kondensaattorista:
Sähkövirta ei kulje kondensaattorin läpi, mutta kondensaattorien levyjen välille syntyy sähkökenttä myös staattisessa tilanteessa: avoin virtapiiri.
Kts https://en.wikipedia.org/wiki/Antenna_(radio)
2. Lähetin: Miten sähkövirta heijastuu antennin (johtimen) päästä.
Miten virta voi kulkea dipoliantennissa, koska se ei ole suljettu virtapiiri: Dipolin pitää olla riittävän pitkä, jotta sitä pitkin kulkeva sähkömagneettinen aalto ei tiedä, että "johto" loppuu. Se heijastuu takaisin: vaihesiirto 180 astetta, ja pituuden tulee olla synkronissa lähettimen kantoaallon kanssa: superpositioperiaate ja konstruktiivinen interferenssi.
3. Säteilykuvio
Pystysuora dipoli- tai hyvä monopoliantenni säteilee tasaisesti joka suuntaan kohtisuoraan antennia vasten, mutta lähetysteho riippuu vastaanottokorkeudesta. Suoraan antennin yläpuolelle signaalia ei tule.
Erilaisia dipoli- tai monopoliantenneja
Quarter wave / dipole. One vertical 1/4 wave element connected to the center of the coax cable and 4 (or more) more grounding elements pointing towards the the ground at 45 deg.
- Kumiantenni
- Spiraaliantenni
- Pelkkä johto
- Sateenvarjoantenni
- Mastoantenni
- Piiska-antenni
Coax collinear antenna. Very high omnidirectional gain. Multiple short coax cables where the outer conductor is connected to the inner conductor in an alternating fashion.
Yagi antenna. Very directional antenna that will pick up signals in the direction it is pointed: Very large gain.
Slim Jim.
Refs:
