Proč anténa vyzařuje

Elektromagnetické záření může vzniknout buď anihilací částice a antičástice, rozpadu nestabilních částic (mezonů...), deexcitací atomu, a změnou rychlosti nabité částice. Antén se týká poslední případ - elektromagnetické záření je vyzařováno volnými elektrony, které nutí střídavý proud protékající vodičem (anténou) měnit rychlost a směr pohybu.

Vznik záření

elektrostatické pole

Pokud je elektricky nabitá částice v klidu, vznikne okolo ní elektrostatické pole. Toto pole se rozprostírá v podstatě do nekonečné vzdálenosti od částice.

posun pole

Pokud nyní částicí pohneme z původní polohy, musí elektrostatické pole sledovat posun částice. Protože je však rychlost šíření jakéhokoli signálu v našem vesmíru omezena , neposune se pole v určité vzdálenosti od částice okamžitě, ale až za určitý okamžik.

pohyb částice

Když nyní budeme částici střídavě vychylovat z klidové polohy jedním i druhým směrem, budou se elektrostatickým polem šířit poruchy. Pokud dokážeme intenzitu elektrostatického pole snímat (například pomocí další částice, která se bude moci pohybovat pouze rovnoběžně s vysílající částicí), zjistíme v poli periodické změny, sledující pohyb částice.

magnetické pole

Pokud se elektricky nabitá částice pohybuje, vzniká okolo ní magnetické pole. Toto magnetické pole se rozprostírá od pohybující se částice v podstatě do nekonečna.

změny magnetického pole

Jakékoli změny směru či rychlosti částice se okamžitě projeví ve změně magnetického pole. Tato změna se šíří od částice maximální možnou rychlostí (rychlostí světla). Toto pole můžeme pohnout například jinou elektricky nabitou částicí, nebo toto pole může ve smyčce drátu naindukovat elektrický proud.

pole okolo vodiče

Obě složky záření elektrická (elektrostatická) a magnetická jsou spolu neoddělitelně spojeny a nazýváme je elektromagnetickým zářením. Elektrická složka se značí E a magnetická H. Z popisu vzniku je zřejmé, že obě složky jsou na sebe kolmé a elektrická složka se vyzařuje rovnoběžně s vodičem kterým protéká střídavý proud (zatímco magnetická se vyzařuje kolmo k ose vodiče). Anténa vysílá polarizované záření - u takového záření můžeme určit rovinu ve které kmitá elektrická složka. Pokud je rovina kmitů elektrické složky rovnoběžná se zemí hovoříme o horizontální (vodorovné) polarizaci, pokud je tato rovina kolmá k zemskému povrchu hovoříme o polarizaci vertikální (svislé). Při vhodné konstrukci vyzařovací antény dokážeme polarizační rovinu periodicky otáčet, pak hovoříme o kruhové polarizaci, zde rozeznáváme pravotočivou a levotočivou polarizaci podle směru otáčení.

polarizace

Ve vysílací anténě uvádíme do pohybu milióny elektronů současně pomocí vnějšího střídavého zdroje připojeného k anténě - vodiči. V přijímací anténě naopak dopadající elektromagnetické záření uvádí do pohybu volné elektrony a výsledkem je elektrický proud, protékající anténou. Veškeré charakteristiky a vlastnosti odvozené pro vysílací anténu platí beze zbytku i pro anténu přijímací a naopak, proto i u přijímacích antén hovoříme o zářičích a napáječích, i když přijímací anténa záření nevysílá, ale pohlcuje a napáječ přijímací antény energii odvádí, a ne přivádí.


SOUEaEaU Vejprnická 56 Plzeň (c) 2002