Principen för antenn

Antenner omvandlar styrda vågor som utbreder sig på transmissionsledningar till elektromagnetiska vågor som utbreder sig i fritt utrymme, eller utför motsatta transformationer. Guidade vågor är elektromagnetiska vågor där all eller majoriteten av elektromagnetisk energi är begränsad att fortplanta sig i en viss riktning inom ett ändligt tvärsnitt.

Vi använder tågresor som en analogi, där passagerare är som elektromagnetiska vågor och transmissionslinjer är som tåg.

Efter att passagerare kliver på tåget kan de bara röra sig inne i tåget. Passagerarna rör sig i tågets riktning, som är som en guidad våg, begränsad i ett ändligt tvärsnitt och sänds i en viss riktning.

Efter att ha lämnat stationen kan passagerare röra sig fritt, vilket är som elektromagnetiska vågor som fortplantar sig i fritt utrymme. Tågdörren här liknar en antenn.

Tågdörrar kan användas för både ombordstigning och avstigning av passagerare.

På liknande sätt kan antenner användas för att omvandla styrda vågor till elektromagnetiska vågor i fritt utrymme, såväl som elektromagnetiska vågor i fritt utrymme till styrda vågor, vilket är ömsesidighetsprincipen för antenner.

Hur omvandlar en antenn styrda vågor till elektromagnetiska vågor i fritt utrymme?

År 1894 upptäckte vetenskapsmannen Popov i ett experiment att avståndet där mottagaren upptäckte radiovågor ökade betydligt jämfört med vanligt. Efter lite utforskning upptäckte Popov att en tråd hade träffat en metallspåndetektor. Det är denna tråd som avsevärt ökar det experimentella avståndet. Denna tråd anses vara världens första antenn.

I Popov-experimentet stötte tråden av misstag på en metallchipdetektor, vilket osynligt ändrade formen på transmissionsledningen.

Efter Popovs experimentella tillvägagångssätt har forskare funnit att när transmissionslinjens vinkel ökar, blir de utstrålade elektromagnetiska vågorna starkare. Senare föreslogs teorin om symmetriska dipolantenner, och olika antenner utvecklades.