Kila kifaa kisichotumia waya kinahitaji antena. Kifaa hiki cha mitambo cha conductive ni transducer ambayo hubadilisha mawimbi ya redio inayopitishwa (RF) kuwa sehemu za umeme na sumaku zinazounda wimbi la redio. Pia hubadilisha wimbi la redio lililopokelewa kuwa ishara ya umeme. Karibu idadi isiyo na kikomo ya usanidi inawezekana kwa antena. Hata hivyo, wengi wao hutegemea aina mbili kuu: dipole na antenna za mjeledi.

Wazo la "antenna"

Wimbi la redio lina uwanja wa umeme ulio sawa na uwanja wa sumaku. Wote ni perpendicular kwa mwelekeo wa uenezi (picha hapa chini). Sehemu hii ya sumakuumeme inaunda antenna. Ishara iliyotolewa na kifaa huzalishwa katika kisambazaji na kisha kutumwa kwa antenna kwa kutumia mstari wa maambukizi, kwa kawaida cable coaxial.

Mistari hiyo ni mistari ya nguvu ya sumaku na ya kielektroniki ambayo husogea pamoja na kusaidiana huku "zinaposogea nje" kutoka kwa antena.

Voltage huunda shamba la umeme karibu na mambo ya antenna. Ya sasa katika antenna inajenga shamba la magnetic. Sehemu za umeme na sumaku huchanganya na kutengeneza upya kila mmoja kulingana na milinganyo maarufu ya Maxwell, na wimbi la "pamoja" linatumwa kutoka kwa antenna hadi angani. Wakati ishara inapokelewa, wimbi la sumakuumeme huingiza voltage kwenye antena, ambayo hubadilisha wimbi la sumakuumeme kuwa ishara ya umeme ambayo inaweza kuchakatwa zaidi.

Kuzingatia msingi katika mwelekeo wa antenna yoyote ni polarization, ambayo inahusu mwelekeo wa shamba la umeme (E) na ardhi. Huu pia ni mwelekeo wa vipengele vya kusambaza vinavyohusiana na ardhi. Antena iliyopachikwa wima inayoelekea ardhini hutoa wimbi la polarized wima. Kwa hivyo, antenna iliyoko kwa usawa hutoa wimbi la polarized kwa usawa.

Polarization inaweza pia kuwa mviringo. Mipangilio maalum kama vile antena ya helical au helical inaweza kutoa wimbi linalozunguka, na kuunda wimbi la polarized inayozunguka. Antena inaweza kuunda mwelekeo wa mzunguko ama kulia au kushoto.

Kwa hakika, antena kwenye vifaa vya kupitisha na kupokea zinapaswa kuwa na polarization sawa. Katika masafa ya chini ya takriban 30 MHz, wimbi kwa kawaida huakisiwa, kurudishwa nyuma, kuzungushwa au kurekebishwa vinginevyo na angahewa, ardhi au vitu vingine. Kwa hivyo, kulinganisha kwa polarization kwa pande mbili sio muhimu. Katika masafa ya VHF, UHF na microwave, ugawanyiko lazima uwe sawa ili kuhakikisha upitishaji wa mawimbi ya ubora wa juu zaidi. Na, kumbuka kuwa antena zinaonyesha usawa, yaani, zinafanya kazi sawa kwa maambukizi na mapokezi.

Dipole au antena ya dipole ya ulinganifu

Dipole ni muundo wa nusu-wimbi unaotengenezwa kwa waya, bomba, bodi ya mzunguko iliyochapishwa (PCB), au nyenzo nyingine za conductive. Imegawanywa katika wavelengths mbili za robo sawa na kulishwa na mstari wa maambukizi.

Mistari inaonyesha usambazaji wa mashamba ya umeme na magnetic. Urefu wa wimbi moja (λ) ni sawa na:

wimbi la nusu:

λ/2 = 492/f MHz

Urefu halisi kawaida hupunguzwa kulingana na saizi ya waya za antenna. Ukadiriaji bora wa urefu wa umeme:

λ/2 = 492 K/f MHz

ambapo K ni mgawo unaohusiana na kipenyo cha kondakta na urefu wake. Hii ni 0.95 kwa antena za waya na mzunguko wa 30 MHz au chini. Au:

λ/2 = 468/f MHz

Urefu katika inchi:

λ/2 = 5904 K/f MHz

Thamani ya K ni ndogo kwa vipengele vikubwa vya kipenyo. Kwa bomba la kipenyo cha nusu-inch, K ni 0.945. Chaneli ya dipole ya 165 MHz lazima iwe na urefu:

λ/2 = 5904(0.945)/165 = inchi 33.81

au sehemu mbili za inchi 16.9.

Urefu ni muhimu kwa sababu antena ni kifaa cha resonant. Kwa ufanisi mkubwa wa mionzi, lazima iwekwe kwa mzunguko wa uendeshaji. Walakini, antena hufanya kazi vizuri zaidi ya safu nyembamba ya masafa, kama kichujio cha resonant.

Bandwidth ya dipole ni kazi ya muundo wake. Kwa ujumla inafafanuliwa kama safu ambayo uwiano wa wimbi la antena (SWR) ni chini ya 2:1. SWR hubainishwa na kiasi cha mawimbi yanayoakisiwa kutoka kwa kifaa nyuma ya njia ya upokezaji inayokilisha. Ni kazi ya impedance ya antenna kuhusiana na impedance ya mstari wa maambukizi.

Mstari bora wa maambukizi ni jozi ya kufanya usawa na upinzani wa 75 ohms. Kebo ya Koaxial yenye kizuizi cha tabia ya 75 ohms (Zo) pia inaweza kutumika. Kebo ya koaxial yenye kizuizi cha tabia ya ohms 50 pia inaweza kutumika, kwani inalingana na antena vizuri mradi iwe chini ya nusu ya urefu wa mawimbi juu ya ardhi.

Kebo ya Koaxial ni laini isiyosawazisha kwa sababu mkondo wa RF utatiririka nje ya ngao ya koaxial, na hivyo kusababisha mwingiliano usiotakikana wa vifaa vilivyo karibu, ingawa antena itafanya kazi vizuri. Njia bora ya kulisha ni kutumia kibadilishaji cha baluni kwenye sehemu ya kulisha na kebo ya koaxial. Baluni ni kifaa cha transformer ambacho hubadilisha ishara za usawa katika ishara zisizo na usawa au kinyume chake.

Dipole inaweza kuwekwa kwa usawa au kwa wima kulingana na polarization inayotaka. Laini ya usambazaji inapaswa kuwa sawa kwa vipengee vya mionzi ili kuzuia upotoshaji wa mionzi, kwa hivyo dipole mara nyingi huelekezwa kwa mlalo.

Mfano wa mionzi ya ishara ya antenna inategemea muundo na ufungaji wake. Mionzi ya kimwili ina pande tatu, lakini kawaida huwakilishwa na mifumo ya mionzi ya usawa na ya wima.

Mfano wa mionzi ya usawa wa dipole ni takwimu ya nane (Mchoro 3). Ishara ya juu inaonekana kwenye antenna. Mchoro wa 4 unaonyesha muundo wa mionzi ya wima. Hizi ni vielelezo kamili ambavyo vinapotoshwa kwa urahisi na ardhi na vitu vyovyote vya karibu.

Faida ya antena inahusiana na uelekezi. Faida kawaida huonyeshwa kwa desibeli (dB) kulingana na "rejeleo" fulani kama vile antena ya isotropiki, ambayo ni chanzo cha nishati ya masafa ya redio ambayo huangaza mawimbi pande zote. Fikiria chanzo cha nuru cha uhakika kinachoangazia ndani ya duara inayopanuka. Antena ya isotropiki ina faida ya 1 au 0 dB.

Ikiwa transmita hutengeneza au kuzingatia muundo wa mionzi na kuifanya mwelekeo zaidi, ina faida ya antena ya isotropiki. Dipole ina faida ya 2.16 dBi juu ya chanzo cha isotropiki. Katika baadhi ya matukio, faida inaonyeshwa kama utendaji wa rejeleo la dipole katika dBd.

Antena ya wima yenye vipengele vya ziada vya kutafakari vya usawa

Kifaa hiki kimsingi ni nusu ya dipole iliyowekwa wima. Neno monopole pia hutumiwa kuelezea usanidi huu. Ardhi chini ya antenna, uso wa kuendesha na radius ndogo zaidi ya λ/4, au muundo wa waendeshaji λ/4 wanaoitwa radials, hufanya nusu ya pili ya antenna (Mchoro 5).

Ikiwa antenna imeunganishwa kwenye ardhi nzuri, inaitwa antenna ya Marconi. Muundo kuu ni λ/4 nusu nyingine ya kisambazaji. Ikiwa ndege ya chini ni ya ukubwa wa kutosha na conductivity, basi utendaji wa kutuliza ni sawa na dipole iliyowekwa kwa wima.

Urefu wa wima wa mawimbi ya robo:

λ/4 = 246 K/f MHz

Kipengele cha K ni chini ya 0.95 kwa wima, ambazo kwa kawaida hutengenezwa kwa bomba pana.

Uzuiaji wa sehemu ya malisho ni nusu ya dipole au takriban 36 ohms. Takwimu halisi inategemea urefu juu ya ardhi. Kama dipole, ndege ya chini ni resonant na kwa kawaida ina sehemu tendaji kwa impedance yake ya msingi. Laini ya kawaida ya upokezaji ni kebo ya 50-Ω coaxial, kwani inalingana na kizuizi cha antena vizuri na SWR iliyo chini ya 2:1.

Antena ya wima yenye kipengele cha ziada cha kuakisi ni ya pande zote. Mfano wa mionzi ya usawa ni mduara ambao kifaa huangaza ishara sawa sawa katika pande zote. Mchoro wa 6 unaonyesha muundo wa mionzi ya wima. Ikilinganishwa na muundo wa mionzi ya wima ya dipole, ndege ya chini ina pembe ya chini ya mionzi, ambayo ina faida ya uenezi mpana kwa masafa chini ya karibu 50 MHz.

hitimisho

Kwa kuongeza, antena mbili au zaidi za wima zinaweza kusanidiwa na kipengele cha ziada cha kutafakari ili kuunda ishara zaidi ya mwelekeo na iliyokuzwa. Kwa mfano, redio ya AM inayoelekeza hutumia minara miwili au zaidi kutuma mawimbi yenye nguvu katika mwelekeo mmoja huku ikighairi katika upande mwingine.

Uwiano wa wimbi la kusimama

Mawimbi yaliyosimama ni mifumo ya usambazaji wa voltage na sasa kwenye mstari wa maambukizi. Ikiwa impedance ya tabia (Zo) ya mstari inafanana na impedance ya pato ya jenereta (transmitter) na mzigo wa antenna, voltage na sasa kando ya mstari ni mara kwa mara. Wakati impedance inafanana, uhamisho wa nguvu wa juu hutokea.

Ikiwa mzigo wa antenna haufanani na kizuizi cha mstari, sio nguvu zote zinazopitishwa huingizwa na mzigo. Nguvu yoyote ambayo haijafyonzwa na antenna inaonyeshwa nyuma chini ya mstari, kuingiliana na ishara ya mbele na kuunda tofauti za sasa na voltage kando ya mstari. Tofauti hizi ni mawimbi yaliyosimama.

Kipimo cha tofauti hii ni uwiano wa wimbi lililosimama (SWR). SWR kawaida huonyeshwa kama uwiano wa viwango vya juu na vya chini vya maadili ya mbele na ya nyuma ya sasa au ya voltage kwenye mstari:

SWR = I max /I min = V max /V min

Njia nyingine rahisi ya kuelezea SWR ni uwiano wa kizuizi cha tabia ya laini ya upitishaji (Zo) kwa kizuizi cha antena (R):

SWR = Z o /R au R/Z o

kulingana na impedance gani ni kubwa zaidi.

SWR inayofaa ni 1: 1. SWR ya 2 hadi 1 inaonyesha nguvu iliyoakisiwa ya 10%, kumaanisha kuwa 90% ya nishati inayotumwa hufika kwenye antena. SWR ya 2:1 kwa ujumla inachukuliwa kuwa kiwango cha juu kinachoruhusiwa kwa uendeshaji bora wa mfumo.

A. B. Rybakov,
, Military Space Cadet Corps, St

Dipole katika shamba na uwanja wa dipole

Maswali ya kimsingi ya takwimu za kielektroniki: Usambazaji huu wa malipo unaunda uwanja gani na ni nguvu gani hutumika kwenye malipo haya katika uwanja wa nje? Kuhusu malipo ya pointi, maswali haya yanatatuliwa kwa kanuni za shule zinazojulikana sana. Kitu kinachofuata muhimu na rahisi cha umemetuamo ni, bila shaka, dipole. dipole ni mbili kinyume, malipo ya ukubwa sawa pointi ziko katika umbali fasta l kutoka kwa kila mmoja. Dipole ina sifa ya wakati wa dipole p = qL (1)
Wapi l - vector iliyoelekezwa kutoka kwa malipo hasi hadi chanya.
Nia ya dipole inahusishwa, hasa, na ukweli kwamba molekuli za vitu vingi zina wakati wa dipole, na kwa kuongeza, molekuli za vitu vyote hupata wakati wa dipole katika uwanja wa nje wa umeme. Na miili ya macroscopic (yote inayofanya na isiyo ya sasa) katika uwanja wa nje ni polarized, i.e. pata muda wa dipole. Utumizi muhimu zaidi wa matokeo yaliyowasilishwa hapa ni kwa sehemu za dielectri.
Wacha tuulize maswali dhahiri zaidi katika mada iliyotajwa na jaribu kuyasuluhisha. Hatuhitaji hisabati yoyote maalum zaidi ya upeo wa kozi ya shule.
Derivative ya kazi Ф(х) itaonyeshwa na dФ/dх. Kwa urahisi wa kuandika matokeo fulani, tutatumia bidhaa ya scalar ya vectors.
Tukumbuke hilo a b= a · b · cos α, ambapo α ni pembe kati ya vekta. Tunaashiria hali ya kudumu katika sheria ya Coulomb

Dipole kwenye uwanja (shida rahisi)
1 . Ni vikosi gani vinavyofanya kazi kwenye dipole katika uwanja wa umeme wa sare?
Wacha dipole uk ni katika uwanja wa mvutano E, acha vekta ya muda wa dipole itengeneze pembe α na vekta ya nguvu ya shamba. Ni rahisi kuona kwamba dipole katika kesi hii inafanywa na jozi ya nguvu kwa muda mfupi
M = qElsin α = pEsin α, ambayo huelekea kuelekeza dipole kando ya mistari ya uwanja. Kwa hivyo ikiwa dipole inaweza kuzunguka, basi itajielekeza kwa njia iliyoonyeshwa. Kumbuka kwamba dipole pia ina nafasi nyingine ya usawa wakati inaelekezwa kwa njia tofauti, lakini nafasi hii haina msimamo.
2. Nishati gani ya dipole katika uwanja wa sare?
Kama kawaida, katika shida ambazo tunazungumza juu ya nishati inayoweza kutokea, lazima kwanza tukubaliane juu ya wapi tutapima nishati hii kutoka. Wacha tuihesabu kutoka kwa nafasi ya usawa iliyoonyeshwa hapo juu. Kisha nishati ni kazi ambayo nguvu za shamba hufanya wakati dipole inazunguka katikati yake kutoka kwa nafasi ya awali, inayojulikana na angle α (tazama takwimu hadi aya ya 1), hadi usawa. Kumbuka kwamba kazi inahusishwa tu na harakati ya malipo kando ya mwelekeo E. Gharama za dipole zilizo na mzunguko kama huo zitabadilika kwenye mistari ya uwanja (katika pande tofauti) kwa l (1– cos α)/2. Kwa hiyo, nishati inayotakiwa ni W = qEl (1 - cos α) = pE (1 - cos α).
Lakini mara nyingi zaidi katika vitabu vya kiada vya umeme wanapendelea kudhani katika shida hii kwamba W = 0 katika nafasi ya dipole wakati vector. uk perpendicular E. Kwa kesi hii
W = –qEl  cos α = -pE.
Taarifa iliyotolewa mwishoni mwa aya ya 1 sasa inaweza kutengenezwa tofauti: dipole sasa inaelekea kuchukua nafasi na nishati ndogo. Kwa hivyo, molekuli za dipole za dielectri kwenye uwanja wa nje huwa na mwelekeo wote kwa njia iliyoonyeshwa (na mwendo wa joto huwazuia kufanya hivi).
3. Sasa acha dipole, iliyoelekezwa kando ya mistari ya shamba, iwe kwenye uwanja usio wa sare. Halafu, kama inavyoonekana kwa urahisi, nguvu huifanya kando ya mistari ya uwanja, ikielekezwa kwa mwelekeo wa kuongeza nguvu ya shamba:
(fahirisi "+" na "-" huashiria malipo ya dipole ambayo kiasi cha kimwili kinacholingana ni). Ni nguvu hii inayoelezea jaribio rahisi zaidi ambalo mwili wa kushtakiwa (bila kujali ishara ya malipo) huvutia vipande vidogo vya karatasi.

Uwanja wa dipole
4 . Kabla ya kuanza kuhesabu uwanja wa dipole, wacha tuangalie vidokezo vya jumla. Hebu, kwa mfano, tunavutiwa na uwanja wa mvuto wa asteroid yenye umbo lisilo la kawaida. Shamba katika eneo la karibu la asteroid linaweza kupatikana tu kwa hesabu ya kompyuta. Lakini kadiri tunavyosonga mbali na asteroid, ndivyo tunaweza kuiona kwa usahihi zaidi kama sehemu ya nyenzo (uwanja ambao tunajua). Katika kujitahidi kwa ukali zaidi wa hisabati, ilikuwa ni lazima kusema kwamba tunajua tabia isiyo na dalili ya uwanja huo.
Tunakumbana na hali kama hiyo katika uwanja wa kielektroniki. Sehemu ya umeme ya umeme inafanana sana katika mali zake kwa uwanja wa mvuto (kwa sababu sheria za msingi ni sawa: sheria ya Coulomb na sheria ya mvuto wa ulimwengu wote), lakini, kwa kusema, "tajiri" kuliko hiyo. Baada ya yote, malipo ya umeme yanaweza kuwa ya aina mbili, kati yao wote kuvutia na kukataa kunawezekana, na kati ya "mashtaka ya mvuto" (yaani raia) tu kivutio kinawezekana.
Tutachukulia kuwa malipo chanya na hasi ya pointi q 1 , q 2 , … , q n husambazwa katika eneo fulani pungufu. Malipo ya mfumo kamili
(2)
Tayari tunaelewa kuwa kwa Q ≠ 0 shamba kwa ujumla r inabadilika kuwa uwanja wa malipo ya uhakika. Swali muhimu sana kwetu linatokea: shamba litakuwaje kwa umbali mkubwa ikiwa jumla ya malipo.
Q = 0? Usambazaji rahisi zaidi wa malipo ya uhakika na Q = 0 ni dipole. Ndiyo maana utafiti wa uwanja wa dipole una mambo muhimu ya msingi.
Kwa hivyo, tutapendezwa sana na hali kama hizi wakati vipimo vyote vya tabia r ni kubwa sana ikilinganishwa na umbali l kati ya malipo ya dipole. Hali hii inaweza kuelezewa kwa njia mbili. Kwanza, tunaweza kukumbuka kila wakati kwamba mashtaka ziko katika umbali mdogo l kutoka kwa kila mmoja, na kupendezwa na tabia ya suluhisho zilizopatikana kwa Lakini tunaweza tu kuzungumza juu ya dipole ya uhakika na wakati fulani wa dipole p, basi. matokeo yetu yote ni halali kwa r yoyote > 0 (maoni haya mawili, bila shaka, ni sawa).
Tutatumia fomula zinazojulikana kwa kila mtu kwa nyanja za malipo ya uhakika na katika misemo inayotokana tutazingatia kwamba l ni ndogo. Kwa hivyo, hebu tukumbuke fomula za mahesabu takriban: ikiwa , basi
Kila mahali katika mahesabu, ishara "≈" itaonyesha kwamba tulitumia kanuni hizi katika kesi ya parameter ndogo (parameter ndogo katika matatizo yanayozingatiwa ni l / r).
5 . Picha ya hali ya juu ya mistari ya shamba ya uwanja wa dipole inajulikana sana na inatolewa katika vitabu vingi vya kiada, na hatutawasilisha hapa. Ingawa kuhesabu sehemu katika sehemu isiyo ya kawaida si vigumu, bado tutajiwekea kikomo katika kukokotoa uwezo na ukubwa pamoja na maelekezo mawili yaliyochaguliwa. Wacha tulinganishe asili ya mfumo wa kuratibu na kituo cha dipole, na tuelekeze mhimili wa x kando ya vekta. uk , na mhimili wa Y ni perpendicular (katika kesi hii, malipo ya dipole yanatenganishwa na asili kwa umbali). Tutafikiri kwamba katika hatua ya mbali sana
6. Kuhesabu nguvu ya uwanja wa dipole kwenye mhimili wa Y.
Kulingana na kanuni ya superposition, E = E + + E -, Wapi E+ Na E -- vekta za nguvu za shamba za malipo ya mtu binafsi. Kutoka kwa kufanana kwa pembetatu:
ambayo inaweza kuandikwa kama
Sasa hebu tuzungumze juu ya mwendo wa uwezo kwenye mhimili wa Y. Kwa kuwa wakati wowote kwenye mhimili wa Y vekta E ni perpendicular kwa mhimili, basi wakati malipo fulani yanapohamia kwenye mhimili huu, uwanja wa dipole haufanyi kazi yoyote, na kwa hiyo, wakati wowote kwenye mhimili huu.
7. Wacha tuhesabu uwezo wa uga j katika sehemu isiyo ya kawaida kwenye mhimili wa x. Kulingana na kanuni ya superposition, ni sawa na jumla ya uwezo unaoundwa na chaji chanya na hasi.
Acha x > 0, basi:
(3)
(maneno ya (x) ya x< 0 будет c другим знаком).
Kutoka kwa ulinganifu wa tatizo ni wazi kwamba kwenye mhimili wa x vector ya nguvu ya shamba E ina sehemu ya E x pekee. Inaweza kuhesabiwa kulingana na fomula inayojulikana ya kuunganisha nguvu na uwezo wa uwanja:
(4)
lakini katika kozi za shule formula (4) kawaida hupuuzwa, kwa hivyo hebu tuhesabu Ex moja kwa moja: au

Kwa hivyo, wakati wa kusonga mbali na dipole kando ya mhimili wa x au mhimili y, uwanja hupungua kama r-3. Inaweza kuthibitishwa kuwa shamba linafanya kwa njia sawa katika mwelekeo wowote.
Tunawasilisha usemi wa uwezo katika hatua ya kiholela bila uasili: (yaani wakati wa kufuta

Kwa mwelekeo wowote isipokuwa mhimili wa Y, uwezo hupungua kama r -2) Hakikisha kuwa katika hali maalum fomula hii inaongoza kwa matokeo ambayo tayari tunajulikana.
8. Kurudi nyuma. Tukumbuke kwamba kwa ndege isiyo na kipimo yenye chaji sawasawa nguvu ya uwanja haitegemei umbali kutoka kwa ndege (au, ukipenda, huanguka kama r0) Kwa malipo ya uhakika, hupungua kama r -2. Kwa dipole, kama tulivyogundua, inapungua kwa infinity kama r -3. Jaribu kukisia ni kwa usambazaji gani wa malipo ambayo nguvu ya uwanja hupungua kama r -1 ; r-4.

Mwingiliano wa dipole na malipo mengine
9. Sasa fikiria mwingiliano wa dipole na malipo ya uhakika q′ (wacha q′ > 0). Takwimu hiyo inarudia kwa kiasi kikubwa takwimu katika aya ya 5. Huko tulihesabu nguvu ya shamba la dipole na, kwa hiyo, tayari tunajua ni nguvu gani hufanya juu ya malipo ya uhakika. Kumbuka kwamba mwingiliano huu unatupa mfano rahisi zaidi wa nguvu zisizo za kati (kumbuka ambapo katika kozi ya shule nguvu zisizo za kati kati ya chembe hukutana).
Lakini bado kuna maswali: ni nguvu gani hufanya juu ya dipole? imeambatanishwa wapi? Unaweza kujibu maswali haya mara moja, bila kusita. Nguvu inayohitajika F, kulingana na sheria ya tatu ya Newton, lazima iwe sawa na - F ′ na lazima itumike kwenye mstari ulionyooka na F ′. Labda mtu atashangaa kwamba matokeo ya nguvu mbili zinazofanya kazi kwa mashtaka + q na -q ya dipole yaligeuka kutumika mahali fulani mbali na dipole. Ina maana gani? Haina maana yoyote. Ina maana gani kwamba matokeo ya nguvu za mvuto zinazofanya kwenye donut hutumiwa katikati ya shimo? Matokeo ya nguvu mbili haina maana yoyote maalum; inabadilisha kwa njia zote nguvu kadhaa (au hata isitoshe) katika milinganyo ya kimsingi ya mechanics. (Kwa ajili ya usawa, tunaona kwamba kuna waandishi wanaojulikana sana ambao mtazamo kama huo haukubaliki. Wanapendelea kusema kwamba dipole kutoka upande wa malipo ya uhakika huchukuliwa kwa nguvu inayotumika kwa dipole yenyewe, na pia kwa muda wa nguvu).
10 . Pata nguvu na nishati ya mwingiliano wa dipoles mbili ambazo vectors p 1 na p 2 ziko kwenye mstari sawa sawa. Umbali kati ya dipoles x.
Wacha tuhesabu jumla ya nishati ya malipo ya dipole ya pili kwenye uwanja wa kwanza (tazama aya ya 7):

Ni wazi kwamba dipoles zinazotazamana na miti iliyo kinyume (kama ilivyo kwenye takwimu) huvutia (hii inalingana na ishara "-" katika usemi wa W); wakati moja ya dipoles inageuka, nishati itabadilika ishara.
Hatutatoa tena hesabu za kuchukiza na mara moja tutaandika usemi wa ukubwa wa nguvu ya mwingiliano wa dipole hizi (iangalie!):
11. Pata nishati ya mwingiliano wa dipoles mbili ambazo p 1 iko kwenye mstari wa moja kwa moja unaounganisha dipoles, na p 2 ni perpendicular yake. Umbali kati ya dipoles x. (Jiangalie - jibu ni dhahiri.)
12 . Pata nishati ya mwingiliano wa dipoles mbili ambazo vekta p 1 na p 2 ni sawa kwa kila mmoja na zote mbili ni perpendicular kwa mhimili x ambayo dipoles ziko.

Vidokezo vya Ziada
13. Kwa hiyo, dipole inatupa mfano rahisi zaidi wa mfumo wa malipo yenye malipo ya jumla Q = 0. Kama tulivyoona, uwezo wa shamba wa dipole kwa umbali mkubwa kutoka kwake hupungua kama r -2. Inawezekana kuongeza matokeo haya kwa kesi ya jumla zaidi?
Wazo la wakati wa dipole linaweza kufanywa kwa ujumla ili iwe na sifa ya usambazaji wowote wa malipo. Hasa, kwa mfumo wa malipo ya nukta n, wakati wa dipole umedhamiriwa kama ifuatavyo:
. (5)

Ni rahisi kuona kwamba kiasi hiki ni cha ziada. Inaweza kuthibitishwa kuwa P kwa Q = 0 haitegemei uchaguzi wa asili. Hakikisha kuwa katika hali fulani fomula hii inageuka kuwa (1).
Kokotoa wakati wa dipole P wa idadi ya usambazaji rahisi wa malipo (katika hali zote umbali kati ya malipo ya karibu l).
Mtu anaweza pia kuzungumza juu ya ugawaji wa malipo unaoendelea, lakini badala ya hesabu katika (2) na (5), mtu atalazimika kuandika viambatanisho juu ya kiasi.
Matokeo hapo juu yanatuambia umuhimu wa wakati wa dipole ni nini. Na kwa kweli, katika hali ya jumla, tunaweza kudhibitisha kuwa kadri tunavyosonga mbali na mfumo wa malipo wa kiholela na malipo ya jumla Q = 0 na wakati wa dipole P ≠ 0, uwanja wake utakuwa karibu na uwanja wa shule ya msingi. dipole na wakati wa dipole P unaozingatiwa na sisi.
Mtu anaweza kwenda zaidi kwenye njia hii na kuzingatia uwanja wa mfumo wa malipo na Q = 0 na P = 0. Moja ya mifano rahisi zaidi ya mfumo huo imeonyeshwa kwenye Mchoro. a ni ile inayoitwa quadrupole. Uwezo wa uga wa quadrupole hupungua kwa ukomo kama r -3.
Mfululizo "malipo ya uhakika - dipole - quadrupole ..." inaweza kuendelea zaidi. Jina la jumla la vitu kama hivyo ni multipole. Lakini tutaishia hapo.

14. Wakati atomi inapowekwa kwenye uwanja wa umeme, nguvu zinazotumiwa kwenye kiini na kwenye shell ya elektroni zinaelekezwa kwa njia tofauti. Chini ya ushawishi wa nguvu hizi, atomi hupata wakati wa dipole R, sanjari katika mwelekeo na mwelekeo wa nguvu ya nje ya shamba E 0 .
Kwa kweli, molekuli pia hupata wakati wa dipole kwenye uwanja wa nje (lakini kwao, kwa ujumla, taarifa ya hapo awali juu ya mwelekeo wa vekta. R ).
Lakini molekuli nyingi zina wakati wa dipole hata kwa kukosekana kwa uwanja wa nje. Zaidi ya hayo, nyakati hizi za asili za dipole kwa kawaida huzidi sana nyakati zilizochochewa (ikiwa tunazungumza juu ya nyanja za kawaida zinazoweza kufikiwa katika maabara). Kwa michakato mingi katika maumbile (haswa, kwa uwepo wa maisha), ni muhimu sana kwamba molekuli ya maji ina wakati wa dipole.
“Ni vigumu kufikiria ulimwengu ungekuwaje ikiwa atomi katika molekuli ya H 2 O zingepangwa katika mstari ulionyooka, kama katika molekuli ya CO 2; pengine kungekuwa hakuna mtu wa kuchunguza hili” (E. Parcell. Electricity and Magnetism. - M., 1975).

Majibu
Kwa kifungu cha 8. Mfumo wa malipo ambapo nguvu ya uwanja hupungua kwa infinity kama r -1 ni nyuzi isiyo na kikomo iliyochajiwa kwa usawa.
Kwa kifungu cha 11. Wakati dipole ya kwanza inakwenda kando ya mhimili wa x, mashtaka yake yanafanywa na nguvu za perpendicular kwa mhimili huu kutoka kwa dipole ya pili, i.e. hakuna kazi inayofanywa katika kesi hii, ambayo inamaanisha W = 0.
Kwa kifungu cha 12. Ili kurahisisha hesabu, tunahitaji kwa mafanikio kuchagua njia ya kuhamisha moja ya dipoles kutoka infinity hadi hali ya maslahi kwetu. Ni rahisi kwanza kuisogeza kando ya mhimili wa x, kuelekeza vekta yake ya wakati wa dipole kando ya mhimili (katika kesi hii, kazi ya nguvu za mwingiliano wa dipole ni sifuri), na kisha kuizungusha kwa 90 °. Wakati wa kuzunguka dipole ya pili, nguvu za nje lazima zifanye kazi (tazama aya ya 2). Hii ni nishati ya mwingiliano kati ya dipoles.
Kwa kifungu cha 13. Nyakati za dipole ni sawa na: a) 0; b) 2qlj;
c) 0; d) -3qli (hapa i na j ni vekta za kitengo katika mwelekeo wa shoka za X na Y, mtawalia).

Vitetemeshi vya kitanzi vya safu ya "D" (analog ya karibu zaidi ya ANT150D kutoka Telewave) imetengenezwa kwa fomu iliyotenganishwa kutoka kwa sehemu tatu - kitetemeshi cha kitanzi yenyewe (1), kipitia (2) na kitengo cha kuweka (3) (tazama takwimu. )

Kitetemeshi cha kitanzi kimeundwa kwa bomba la alumini yenye kuta nene na ina urefu wa takriban ?/2. Sehemu ya kiambatisho (4) kwa traverse ni svetsade kwa kutumia argon-arc kulehemu, ambayo inathibitisha mawasiliano ya kuaminika ya umeme kwenye antinode ya sasa. Ili kufanana na kebo ya 50-ohm, kibadilishaji cha 1/4-wimbi kinatumiwa; shukrani kwa mstari wa nguvu uliowekwa ndani ya dipole, antenna ni ya usawa.

Anwani zote zinauzwa, na miunganisho ya skrubu hupakwa rangi. Kitengo chote cha usambazaji wa umeme kimefungwa: bomba la PVC hutumiwa kutoa uthabiti, na bomba linaloweza kusinyaa joto hutumiwa kuziba pamoja na kibandiko cha molekuli (5). Antenna nzima inalindwa kutokana na mazingira ya fujo na mipako ya polymer. Antenna traverse - bomba yenye kipenyo cha 35 mm inarekebishwa kwa uangalifu kwa dipole ili kuwezesha ufungaji wa antenna. Sehemu ya kushikamana na mlingoti ni silumin ya kutupwa. Usindikaji wa ziada pia huhakikisha docking ya kuaminika na traverse na attachment rahisi kwa mlingoti na kipenyo cha 38-65 mm kwa pembe yoyote. Antenna ina alama (6) kwa awamu sahihi, pamoja na shimo la mifereji ya maji (7) chini ya vibrator.

Antenna hutumia cable ya ndani (8) RK 50-7-11 na hasara ndogo (0.09 dB / m saa 150 MHz). Antena zina viunganishi vya aina ya N (9), ambavyo vinauzwa kwa uangalifu na kufungwa.

Ufungaji wa kadibodi rahisi hukuruhusu kusafirisha antenna kwa njia yoyote ya usafirishaji.

Loop dipoles za mfululizo wa "DP" zina tofauti za muundo kutoka kwa dipoles za mfululizo wa "D".

Kwanza, antenna hii ina muundo usioweza kutenganishwa - dipole yenyewe (10) ni svetsade kwa msalaba mfupi (11). Ugavi wa umeme wa dipole ni asymmetrical, ambayo, hata hivyo, haina kuharibu sifa zake kabisa. Kwa sababu ya eneo la karibu la mlingoti wa kiakisi, bendi ni nyembamba na ni sawa na 150-170 MHz, na kiwango cha mionzi nyuma ni 10 dB chini. Lakini katika mwelekeo kuu faida ni 3 dBd.

Pili, kiambatisho cha mlingoti kinafanywa na vifungo vya chuma vya mabati nyepesi (12) na hukuruhusu kushikamana na antenna kwenye mlingoti (13) na kipenyo cha 25-60 mm. Katika mambo mengine yote, kwa mujibu wa teknolojia ya utengenezaji, antenna za mfululizo wa "DP" hazitofautiani na dipoles za mfululizo wa "D".

Dipoles ya mfululizo wa "DH" ni antena za bei nafuu. Ni vifaa vya DIY ambapo unaweza kuunganisha kitetemeshi cha msingi chenye mstari na vinavyolingana na gamma ndani ya dakika chache kwa kutumia maagizo yetu. Kit ni pamoja na emitter yenyewe - pini yenye kipenyo cha 12 mm (14), traverse (15) na shimo la kufunga na bracket svetsade na kontakt (16).

Sehemu za kilinganishi cha gamma hukuruhusu kurekebisha dipole karibu kikamilifu katika masafa yoyote unayochagua (kwa kutumia kiakisi cha kawaida).

Kila dipole hutolewa kwa maagizo ya kina ya kusanidi na grafu za urefu wa vibrator.

Katika mikono ya bwana, seti hii itageuka kuwa mfumo halisi wa kushikamana, ufanisi wa antenna!

Nishati inayowezekana ya dipole ngumu

Hebu fikiria kinachojulikana dipole rigid - hii ni dipole ambayo umbali kati ya mashtaka haibadilika ($ l = const$). Wacha tujue ni nishati gani inayowezekana ambayo dipole ina uwanja wa nje wa kielektroniki. Iwapo malipo ya $q$, ambayo yanapatikana katika sehemu ya shamba yenye uwezo wa $\varphi $, ina uwezo wa nishati sawa na:

basi nishati ya dipole ni sawa na:

ambapo $(\varphi )_+;(\varphi )_-$ ni uwezo wa uga wa nje katika maeneo ambapo gharama za $q$ na $-q$ zinapatikana. Uwezo wa uga wa kielektroniki hupungua kwa mstari ikiwa uga ni sawa katika mwelekeo wa vekta ya nguvu ya shamba. Hebu tuelekeze mhimili wa X kando ya shamba (Mchoro 1). Kisha tunapata:

Kutoka Mtini. 1 tunaona kwamba mabadiliko ya uwezo kutoka $(\varphi )_+to\ (\varphi )_-$ hutokea kwenye sehemu $\pembetatu x=lcos \vartheta$, kwa hivyo:

Wakati wa dipole ya umeme

Wacha tubadilishe (4) hadi (2), tunapata:

ambapo $\overrightarrow(p)$=$q\overrightarrow(l)$ ni wakati wa umeme wa dipole. Equation (6) haizingatii nishati ya mwingiliano wa malipo ya dipole. Mfumo (6) ulipatikana kwa masharti kwamba uga ni sawa; hata hivyo, ni halali pia kwa uga usio na usawa.

Mfano 1

Kazi: Zingatia dipole ambayo iko katika sehemu isiyo ya sare ambayo ina ulinganifu kuhusu mhimili wa X. Eleza jinsi dipole itakavyofanya katika uwanja kama huo kutoka kwa mtazamo wa nguvu zinazofanya kazi juu yake.

Hebu katikati ya dipole iko kwenye mhimili wa X (Mchoro 2). Pembe kati ya mkono wa dipole na mhimili wa X ni sawa na $\vartheta \ne \frac(\pi )(2)$. Kwa upande wetu, nguvu ni $F_1\ne F_2$. Muda wa mzunguko utachukua hatua kwenye dipole na

nguvu inayoelekea kusogeza dipole kwenye mhimili wa X. Ili kupata moduli ya nguvu hii, tunatumia fomula:

Kwa mujibu wa equation ya nishati inayoweza kutokea ya dipole, tunayo:

tunadhani kwamba $\vartheta=const$

Kwa alama za mhimili wa X tunayo:

\ \

Katika $\vartheta 0$, hii ina maana kwamba dipole inachorwa kwenye eneo la uga wenye nguvu zaidi. Kwa $\vartheta >\frac(\pi )(2)$$F_x

Kumbuka kwamba ikiwa $-\frac(\partial W)(\partial x)=F_x$, derivative ya nishati inayoweza kutolewa inatoa makadirio ya nguvu kwenye mhimili unaolingana, kisha derivative $-\frac(\partial W) (\partial \vartheta) =M_\vartheta$ inatoa makadirio ya torque kwenye mhimili wa $?$:

\[-\frac(\ partial W)(\ partial \vartheta)=M_\vartheta=-pEsin \vartheta (1.4.)\]

Katika fomula (1.4), ishara ya minus inamaanisha kuwa wakati huo unaelekea kupunguza pembe kati ya wakati wa umeme wa dipole na vekta ya nguvu ya shamba. Dipole katika uwanja wa umeme huelekea kuzunguka ili wakati wa umeme wa dipole ufanane na shamba ($\overrightarrow(p)\uparrow \uparrow \overrightarrow(E)$). Kwa $\overrightarrow(p)\uparrow \downarrow \overrightarrow(E)$ torque pia itakuwa sifuri, lakini usawa kama huo sio dhabiti.

Mfano 2

Kazi: dipoles mbili ziko katika umbali $r$ kutoka kwa kila mmoja. Shoka zao ziko kwenye mstari ulionyooka. Muda wa umeme ni sawa, mtawalia: $p_1$ na $p_2$. Kuhesabu nishati inayowezekana ya dipoles yoyote ambayo italingana na msimamo thabiti wa usawa.

Mfumo utakuwa katika usawa wakati dipoles zinaelekezwa kama inavyoonyeshwa kwenye Mtini. 3, kando ya uwanja, na malipo kinyume katika ishara kwa kila mmoja.

Tutachukulia kuwa uga huunda dipole kwa muda wa $p_1$; tutatafuta nishati inayoweza kutokea ya dipole ambayo ina muda wa umeme $p_2$ kwenye sehemu ya uga (A) kwa umbali r kutoka dipole ya kwanza. Wacha tufikirie kuwa mikono ya dipole ni ndogo ikilinganishwa na umbali kati ya dipoles ($ l\ll r$). Dipoles zinaweza kuchukuliwa kama zile za uhakika (kwa hivyo tunadhani kwamba dipole yenye wakati $p_2\ is\ iko\ at\ point\ A$). Nguvu ya uwanja ambayo huunda dipole kwenye mhimili wake katika hatua A ni sawa kwa thamani kamili (kwa $\varepsilon =1$):

Nishati inayowezekana ya dipole iliyo na wakati $p_2$ kwa uhakika A inaweza kuonyeshwa kwa fomula:

ambapo tulizingatia kwamba vectors ya mvutano na wakati wa umeme wa dipole huelekezwa kwa pamoja katika hali ya usawa imara. Katika kesi hii, nishati inayowezekana ya dipole ya pili itakuwa sawa na:

Jibu: Nishati zinazowezekana za dipoles zitakuwa sawa kwa thamani na $W=-p_2\frac(p_1)(2\pi (\varepsilon )_0r^3)$.

Hebu sasa tuchunguze shamba linalojitokeza wakati wa hatua ya wakati mmoja ya oscillators mbili. Katika sura iliyotangulia, kesi kadhaa rahisi zaidi zilijadiliwa tayari. Kwanza tutatoa picha ya ubora wa jambo hilo na kisha kuelezea athari sawa kutoka kwa mtazamo wa upimaji. Hebu tuchukue kesi rahisi zaidi, wakati oscillators na detector ziko katika ndege moja ya usawa, na oscillators oscillates katika mwelekeo wima.

Katika mtini. 29.5a inaonyesha mtazamo wa juu wa oscillators zote mbili; katika kesi hii, umbali kati yao katika mwelekeo wa kaskazini-kusini ni sawa na nusu ya wavelength na wao oscillate katika awamu hiyo, i.e. tofauti ya awamu ya oscillators ni sifuri. Tunavutiwa na ukubwa wa mionzi katika mwelekeo tofauti. Kwa nguvu tunamaanisha kiasi cha nishati inayopita kwetu kwa sekunde 1; ni sawia na mraba wa nguvu ya shamba iliyokadiriwa kwa muda. Kwa hivyo, ili kuamua mwangaza wa mwanga, unahitaji kuchukua mraba wa kiwango cha shamba la umeme, na sio nguvu yenyewe. (Nguvu ya uwanja wa umeme ina sifa ya nguvu ambayo uwanja hufanya kazi kwa malipo ya stationary, na kiasi cha nishati inayopita katika eneo fulani ni sawia na mraba wa nguvu ya shamba na hupimwa kwa wati kwa kila mita ya mraba. Uwiano mgawo utatolewa katika sura inayofuata.) Ikiwa tuko magharibi kutoka kwa mfumo wa oscillators, na tunapokea mashamba kutoka kwa oscillators zote mbili ambazo ni sawa kwa ukubwa na kwa awamu sawa, ili jumla ya uwanja wa umeme ni mara mbili zaidi. kubwa kama uwanja wa oscillator ya mtu binafsi. Kwa hivyo, nguvu itakuwa kubwa mara nne kuliko nguvu inayotokana na hatua ya oscillator moja tu. (Nambari katika Mchoro 29.5 zinaonyesha ukubwa, na kitengo cha kipimo ni ukubwa wa mionzi ya oscillator moja iliyowekwa kwenye asili.) Sasa hebu shamba lipimwe katika mwelekeo wa kaskazini au kusini, pamoja na mstari wa oscillators. Kwa kuwa umbali kati ya oscillators ni sawa na nusu ya urefu wa wimbi, mashamba yao ya mionzi hutofautiana katika awamu kwa nusu ya mzunguko, na kwa hiyo uwanja wa jumla ni sifuri. Kwa pembe ya kati (sawa na ) nguvu ni sawa na 2, i.e., kupungua, nguvu huchukua maadili 4, 2, O, nk. Tunahitaji kujifunza jinsi ya kupata ukubwa wa pembe tofauti. Kimsingi, hii inakuja kwa shida ya kuongeza oscillations mbili na awamu tofauti.

Kielelezo 29.5. Utegemezi wa nguvu ya mionzi ya dipoles mbili ziko umbali wa urefu wa nusu kwenye mwelekeo wa mionzi.

a - dipoles katika awamu (); b - dipoles katika antiphase.

Hebu tuangalie kwa haraka kesi chache zaidi za kuvutia. Acha umbali kati ya oscillators, kama hapo awali, iwe sawa na nusu ya urefu wa wimbi, lakini oscillations ya oscillator moja iko nyuma ya oscillations ya nyingine katika awamu kwa nusu ya kipindi (ona Mchoro 29.5, b). Nguvu katika mwelekeo wa usawa (magharibi au mashariki) huenda hadi sifuri kwa sababu oscillator moja "inasukuma" katika mwelekeo mmoja na nyingine inasukuma kinyume chake. Katika mwelekeo wa kaskazini, ishara kutoka kwa oscillator ya karibu hufika nusu ya mzunguko mapema kuliko ishara kutoka kwa oscillator ya mbali. Lakini mwisho huo umechelewa katika oscillations yake kwa muda wa nusu tu, ili ishara zote mbili zifike wakati huo huo, na nguvu katika mwelekeo wa kaskazini ni 4. Nguvu katika angle ya 30 °, kama itaonyeshwa baadaye, ni sawa tena na 2.

Sasa tunakuja kwenye mali moja ya kuvutia, muhimu sana katika mazoezi. Kumbuka kwamba uhusiano wa awamu kati ya oscillators hutumiwa wakati wa kusambaza mawimbi ya redio. Hebu tuseme tunataka kutuma mawimbi ya redio kwenye Visiwa vya Hawaii. Kwa hili tunatumia mfumo wa antenna kama inavyoonyeshwa kwenye Mtini. 29.5, a, na kuweka tofauti ya awamu ya sifuri kati yao. Kisha kiwango cha juu kitaenda katika mwelekeo sahihi tu, kwani Visiwa vya Hawaii viko magharibi mwa Marekani. Siku inayofuata tutaamua kusambaza ishara kwa Kanada. Na kwa kuwa Kanada iko kaskazini, tunahitaji tu kubadilisha ishara ya moja ya antena ili antena ziwe kwenye antiphase, kama kwenye Mtini. 29.5, b, na maambukizi yataenda kaskazini. Unaweza kuja na vifaa tofauti vya mfumo wa antenna. Njia yetu ni mojawapo ya rahisi zaidi; tunaweza kutatiza mfumo kwa kiasi kikubwa na, kwa kuchagua uhusiano wa awamu inayotaka, tuma boriti na kiwango cha juu katika mwelekeo unaohitajika, bila hata kusonga antena yoyote! Hata hivyo, katika matangazo yote mawili ya redio tulipoteza nguvu nyingi, ilikwenda kinyume kabisa; inafurahisha kujua ikiwa kuna njia ya kutuma ishara kwa mwelekeo mmoja tu? Kwa mtazamo wa kwanza, inaonekana kwamba jozi ya antenna za aina hii daima zitaangaza kwa ulinganifu. Kwa kweli picha ni tofauti zaidi; Wacha tuzingatie, kwa mfano, kesi ya mionzi ya asymmetric kutoka kwa antena mbili.

Kielelezo 29.6. Antena mbili za dipole zinazotoa mionzi ya juu zaidi

Acha umbali kati ya antena iwe sawa na robo ya urefu wa wimbi na antenna ya kaskazini iko nyuma ya kusini kwa awamu kwa robo ya kipindi. Tutapata nini basi (Mchoro 29.6)? Kama tutakavyoonyesha baadaye, katika mwelekeo wa magharibi kiwango ni sawa na 2. Katika mwelekeo wa kusini matokeo yatakuwa sifuri, kwa sababu ishara kutoka kwa chanzo cha kaskazini hufika 90 ° baadaye kuliko ishara kutoka chanzo cha kusini na, kwa kuongeza. inachelewa kwa awamu kwa 80 ° nyingine; kwa matokeo, tofauti ya awamu ya jumla ni 180 ° na athari ya jumla ni sifuri. Katika mwelekeo wa kaskazini, ishara kutoka kwa chanzo hufika 90 ° mapema kuliko ishara kutoka , kwani chanzo ni wimbi la robo karibu. Lakini tofauti ya awamu ni 90° na hufidia kuchelewa kwa muda, kwa hivyo mawimbi yote mawili hufika na awamu sawa, na kutoa nguvu ya 4.

Kwa hivyo, kwa kuonyesha ustadi fulani katika eneo la antena na kuchagua mabadiliko ya awamu inayotaka, inawezekana kuelekeza nishati ya mionzi katika mwelekeo mmoja. Kweli, nishati bado itatolewa kwa anuwai kubwa ya pembe. Je, inawezekana kuzingatia mionzi katika safu nyembamba ya pembe? Hebu tuangalie tena maambukizi ya wimbi hadi Visiwa vya Hawaii; huko mawimbi ya redio yalikwenda magharibi na mashariki juu ya aina mbalimbali za pembe, na hata kwa pembe ya 30 ° nguvu ilikuwa nusu tu ya juu, nishati ilipotea.

Je, hali hii inaweza kuboreshwa? Fikiria kesi wakati umbali kati ya vyanzo ni sawa na wavelengths kumi (Mchoro 29.7), na tofauti ya awamu ya oscillations ni sifuri. Hii ni karibu na hali iliyoelezwa hapo awali, ambapo tulijaribu vipindi sawa na urefu wa wimbi kadhaa badala ya sehemu ndogo za urefu wa wimbi. Hapa kuna picha tofauti.

Kielelezo 29.7. Usambazaji wa nguvu wa dipoles mbili. Ziko kwa umbali kutoka kwa kila mmoja

Ikiwa umbali kati ya vyanzo ni sawa na wavelengths kumi (tunachagua kesi rahisi zaidi wakati wao ni katika awamu), basi katika mwelekeo wa magharibi na mashariki kiwango ni cha juu na sawa na 4. Ikiwa tunasonga kwa pembe ndogo, awamu tofauti inakuwa sawa na 180 ° na nguvu inabadilishwa hadi sifuri. Kwa ukali zaidi: ikiwa tunatoa mistari ya moja kwa moja kutoka kwa kila oscillator hadi hatua ya uchunguzi na kuhesabu tofauti katika umbali kwa oscillators, na inageuka kuwa sawa, basi ishara zote mbili zitakuwa katika antiphase na athari ya jumla ni sawa na sifuri. Zero ya kwanza katika Mchoro inafanana na mwelekeo huu. 29.7 (takwimu sio ya kupima; hii kimsingi ni mchoro mbaya). Hii ina maana kwamba tunapata boriti nyembamba katika mwelekeo unaotaka; ikiwa tunasonga kidogo kwa upande, nguvu hupotea. Kwa madhumuni ya vitendo, kwa bahati mbaya, mifumo hiyo ya maambukizi ina upungufu mkubwa: kwa pembe fulani, umbali unaweza kuwa sawa na kisha ishara zote mbili zitakuwa katika awamu tena! Matokeo yake ni picha yenye maxima na minima zinazopishana, haswa kama ilivyo katika Sura. 28 kwa umbali kati ya oscillators sawa na .

Jinsi ya kujiondoa maxima yote ya ziada? Kuna njia ya kupendeza ya kuondoa viwango vya juu visivyohitajika. Hebu tuweke mfululizo mzima wa wengine kati ya antena zetu mbili (Mchoro 29.8). Hebu umbali kati ya uliokithiri bado uwe sawa na , na baada ya kila mmoja, hebu tuweke antenna na tune antenna zote kwa awamu sawa. Kwa hivyo tutakuwa na antena sita kwa jumla, na nguvu katika mwelekeo wa magharibi-mashariki, bila shaka, itaongezeka sana ikilinganishwa na nguvu kutoka kwa antena moja. Shamba itaongezeka mara sita, na ukali, uliowekwa na mraba wa shamba, utaongezeka mara thelathini na sita. Karibu na mwelekeo wa magharibi-mashariki, kama hapo awali, mwelekeo wenye nguvu ya sifuri utaonekana, na zaidi, ambapo tulitarajia kuona kiwango cha juu, "hump" ndogo tu itaonekana. Hebu jaribu kufikiri kwa nini hii inatokea.

Kielelezo. 29.8. Kifaa cha antena sita za dipole na sehemu ya usambazaji wa nguvu ya mionzi yake.

Sababu ya kuonekana kwa kiwango cha juu, inaonekana, bado ipo, kwani inaweza kuwa sawa na urefu wa wimbi, na oscillators 1 na 6, wakiwa katika awamu, huongeza ishara zao. Lakini oscillators 3 na 4 ni nje ya awamu na oscillators 1 na 6, tofauti katika awamu kutoka kwao kwa takriban nusu ya wavelength, na kusababisha athari kinyume ikilinganishwa na oscillators haya. Kwa hivyo, nguvu katika mwelekeo huu inageuka kuwa ndogo, ingawa sio sawa na sifuri. Matokeo yake, boriti yenye nguvu inaonekana katika mwelekeo unaohitajika na idadi ya maxima ya upande mdogo. Lakini katika mfano wetu fulani kuna kero moja ya ziada: kwa kuwa umbali kati ya dipoles jirani ni sawa, inawezekana kupata angle ambayo tofauti katika njia ya mionzi kutoka dipoles jirani ni sawa sawa na urefu wa wimbi. Ishara kutoka kwa oscillators za jirani zitatofautiana na 360 °, yaani watakuwa tena katika awamu, na katika mwelekeo huu tutapokea boriti nyingine yenye nguvu ya mawimbi ya redio! Kwa mazoezi, athari hii inaweza kuepukwa kwa urahisi ikiwa umbali kati ya oscillators huchaguliwa kuwa chini ya urefu wa wimbi moja. Kuonekana sana kwa maxima ya ziada kwa umbali kati ya oscillators ya wavelength zaidi ya moja ni ya kuvutia sana na muhimu, lakini si kwa ajili ya maambukizi ya mawimbi ya redio, lakini kwa gratings diffraction.