Как выглядит излучение от антенны?

Просто из любопытства, я искал антенны на Google Images, и то , что , как правило , показывает что - то вроде этого . Поэтому я действительно подумал, что антенна излучает в круглом и равном порядке. Но когда я прочитал спецификации антенны и понял такие термины, как DBI и поляризация, я запутался. Итак, мой вопрос: как на самом деле выглядит сигнал, излучаемый антенной?

Обновить

Например, как мы можем нарисовать эту линейную поляризацию внутри этого ?

Это изображение:

Это просто рисунок, это не имеет смысла. Он никак не отображает диаграмму направленности антенны!

В основном все антенны излучают (и принимают) электромагнитные волны во всех направлениях. Однако, в зависимости от конструкции, он может не очень хорошо излучать и принимать в каком-то направлении, но он может очень хорошо работать в другом направлении. Это красные части на диаграмме направленности ниже.

Диаграмма направленности реальной антенны выглядит следующим образом:

Для изотропного излучателя в этом случае.

Или этот для тарелки антенны:

Диаграмм направленности столько же, сколько типов антенн.

Разработчики антенн обычно используют имитатор электромагнитных волн, например CST , для расчета / моделирования диаграммы направленности антенны определенной структуры антенны.

Как мы можем нарисовать эту линейную поляризацию в диаграмме направленности?

Эти диаграммы направленности не показывают поляризацию. Поскольку поляризация обычно направлена ​​в направлении длины антенны, она также зависит от того, как вы разместите антенну. Конечно, радиационная картина также меняется с этим размещением.

Это действительно зависит от типа антенны. Google, вероятно, ответит на это фотографиями лучше, чем я ( Google "диаграмма направленности антенны" ).

Вы будете различать по форме излучения в основном 2 вида антенн:

Направленная: они излучают большую часть своей энергии в одном направлении (спереди), часть в противоположном направлении (сзади), и небольшая часть сигнала рассеивается вокруг антенны, но с гораздо меньшей силой. Что-то вроде:

^{Источник: Википедия}

Всенаправленная: Хотя идеально всенаправленную (x, y, z) антенну невозможно обозначить как всенаправленную по 2 оси, а не по 3. Ее диаграмма направленности описывается как своего рода пончик. Не можете опубликовать больше ссылок, но вы увидите это, если вы Google

Вот довольно полный список большинства типов антенн, если вы заинтересованы: www.antenna-theory.com/m/antennas/main.php

РЕДАКТИРОВАТЬ: Для ваших комментариев о полярности сигнала антенны, я предполагаю, что ваши сомнения больше связаны с тем, как волны распространяются по воздуху больше, чем по какой схеме они это делают.

Диаграммы, опубликованные @FakeMoustache, показывают плотность волн в космосе, эти электромагнитные волны имеют полярность, которая определяется типом антенны, которую мы используем. В конце концов, полярность означает, что обычный сигнал представляет собой бегущий импульс, либо X, либо Y (то есть вертикальная или горизонтальная поляризация), которая определяется полем E, как показано на рисунке ниже.

Вы спрашиваете о форме электромагнитных волн? Кажется, так.

Другие ответы не показывают это. Вместо этого они показывают графики зависимости мощности от направления («диаграмма излучения») или графики зависимости напряжения от расстояния (синусоида напряжения). Но «Вт / см ^ 2» - это не направление в пространстве, а график излучения шаблон не показывает форму волн. И напряжение не является направлением, так что «график поляризации» не изображает поперечные волны; это только показывает напряженность поля вдоль узкой прямой линии.

Например, как мы можем нарисовать эту линейную поляризацию внутри этого ?

Ни один из них не показывает фактические электромагнитные волны. Вторым является график выходной мощности, а не формы EM. Первый - это график напряжения и магнитного потенциала, а не поперечных направлений.

Фактические электромагнитные волны от антенны являются сферическими волнами. Уровень мощности не меняет форму волн. Сфера-волны не содержат синусоидальных покачиваний. При испускании из башни они распространяются, начиная с основания башни (от заземления), а не от вершины, как показано на рисунках радиовышек в поп-культуре. Самые интенсивные волны распространяются горизонтально. По вертикали интенсивность равна нулю.

Вот открытая программа MIT для анимации линий электронного поля и электромагнитных волн, исходящих от маленькой дипольной антенны в центре. ЭМ волны принимают форму расширяющихся концентрических сфер. Обратите внимание, что в вертикальном направлении интенсивность волны равна нулю, а в горизонтальном направлении она максимальна. В этом видео для башни-антенны, а не для диполя, вместо этого мы нарисуем горизонтальную линию, чтобы показать поверхность земли, а затем сотрем волны внутри земли.

Приведенная выше анимация показывает только часть электронного поля сферических волн EM. Там есть и магнитная составляющая: окружности потока, ориентированные под углом 90 градусов к потоку электронного поля. Как это ниже:

Остерегайтесь двух распространенных заблуждений:

1. ЭМ волны поперечные волны в эфире? Нет.
   На самом деле электромагнитные волны не являются движением среды. Никакое «вещество» не отклоняется и не принимает форму синусоиды в пустом пространстве. Линии потока электромагнитных полей не похожи на синусоидальные волны. Да, если мы построим числовые значения потока e-field и b-field, мы получим синусоидальные волны. Но «напряжение» и «магнетизм» не являются направлениями, поэтому график не отображает поляризацию:это не показывает синусоидальную волну в космосе. Чтобы визуализировать фактическую форму поперечных линий потока и поляризованных электромагнитных волн, см. Анимацию MIT выше, с полями, направленными под углом 90 градусов в направлении движения волны. И обратите внимание на полное отсутствие синусоид в этой анимации. Синусоидальные волны возникают только в плотности потока (в промежутках между линиями потока в разных местах), но не в виде синусоидальных кривых в пустом пространстве.

2. ЭМ волны излучают от кончика радиовещательной башни? Неправильно.
   Многочисленные рисунки поп-культуры радиовещательных башен показывают радиоволны, идущие от вершины башни. Нет, не бывает Волны на самом деле приходят с базы. Размышляя об этом, я вспоминаю битву между Маркони и Теслой, когда Тесла настаивал на том, чтобы радиопередачи исходили от основания башни и включали электрические токи в земле. Тесла проиграл битву, хотя он был прав насчет многих аспектов VLF и распространения длинных волн. Маркони был победителем, он пишет историю, так что, может быть, все эти вещи о «волнах с вершины башни» возникли у Маркони? Как ошибочная попытка опровергнуть Теслу более правильное описание распространяющихся волн?