Antena, širenje elektromagnetskih valova, ukv

1. Antena, širenje elektromagnetskih valova, ukv Silvio Šafranko R-2791

2. Antena Antena je posebna vrsta strukture izrađena tako da odašilje i prima elektromagnetsku energiju, tj. radiovalove. • Odašiljačka antena pretvara jednodimenzionalni val iz prijenosne strukture (koaksijalne linije ili valovoda) u trodimenzionalni prostorni val, usmjeravajući pri tome energiju u željenom smjeru. Prijemna antena prima elektromagnetsku energiju ovisno o jačini polja koje dolazi do antene.

3. Antena Stup s antenama (radio, TV UHF i VHF, te satelitska)

4. Antena • Svojstva antene: - Polarizacija - opisuje krivulju vektora električnog polja kojeg antena zrači, odnosno prima. Za istovjetne polarizacije vala i prijemne antene postiže se maksimalni prijenos energije. - Dijagram zračenja - opisuje raspodjelu gustoće snage na površini kugle (u dalekoj zoni), odnosno smjerove glavnih i sekundarnih latica. - Kut usmjerenosti - kut oko glavnog smjera zračenja unutar kojeg zračena snaga ne pada ispod polovice snage zračenja u glavnom smjeru. - Širina snopa - kut koji omeđuje glavnu laticu (kut između prvih nul-točaka u dijagramu zračenja).

5. Antena - Usmjerenost - opisuje kolika je količina energije usmjerena unutar nekog kuta u smjeru najjačeg zračenja u odnosu na sve druge smjerove. - Dobitak - govori koliko više snage treba izračiti iz izotropnog odašiljača da bi na istoj udaljenosti postigli jednaku gustoću snage kao kod promatrane antene. - Potiskivanje sekundarnih latica - omjer jakosti polja u smjeru maksimalnog zračenja i jakosti polja u smjeru maksimuma najveće sekundarne latice. - Impedancija - omjer napona i struje na priključnicama antene. Ako se antena nalazi u slobodnom prostoru daleko od bliskih objekata, radi se o vlastitoj impedanciji antene.

6. Antena • Vrste antena: • Pasivne antene se mogu koristiti i kao prijemne i kao odašiljačke. Aktivne antene ("pametne", adaptivne antene) sadrže elektroničke elemente koje im omogućuju mijenjaje dijagrama zračenja, smjer snopa, itd. • Linearne antene su najčešće žičane, zanemarivog presjeka pa ih promatramo kao jednodimenzionalne. Koriste se u nižem frekvencijskom području (ugrubo, ispod 1 GHz). Površinske antene zrače svojom površinom, promatramo ih kao dvodimenzionalne i koriste se u mikrovalnom frekvencijskom području (ugrubo, iznad1 GHz). • Uskopojasne antene su rezonatne, s malom širinom frekvencijskog područja koje pokrivaju (do 10% frekvencijske nosioca). Širokopojasne antene pokrivaju široko frekvencijsko područje te su stoga najčešće prijemne.

7. Antena

8. Širenje elektromagnetskih valova Elektromagnetsko zračenje Sva ugrijana tijela zrače elektromagnetske valove. Svako tijelo se sastoji od atoma. Prilikom grijanja nekog tijela, u njega se ulaže energija i atomi počinju titrati jer prelaze u pobuđena stanja (energija im se povećava). Jezgre atoma nose električne naboje, pa tako pri titranju atoma dolazi zapravo do titranja električnih naboja. U točkama prostora oko električnog naboja uvijek postoji električno polje, a ako se električni naboj giba, onda postoji još i magnetsko polje. Time, električni naboj koji titra predstavlja izvor elektromagnetskog vala.

9. Širenje elektromagnetskih valova Sredinom 19. stoljeća veliki izazov bio je poznat kao svjetlost, magnetizam i elektricitet. Stoljeća ranije Thomas Young je izmjerio valnu duljinu svjetlosti, William Gilbert je otkrio polaritet magneta i brojni istraživači su eksperimentirali s novim otkrićem – elektricitetom. Maxwell je, 1865. godine, napravio teoretski opis elektromagnetskih valova, ali se nije znalo kako ih proizvesti, iako je prema Maxwellu to trebalo biti moguće postići titranjem električne struje. Prije je već bila određena frekvencija svjetlosti. Prema Maxwellovoj teoriji, svjetlost bi se morala vidjeti kada bi frekvencija EM (Elektromagnetskih) valova, koju bi proizvodio titrajni krug, bila jednaka frekvenciji svjetlosti. To je bilo točno samo nisu imali tako kvalitetnu opremu koja bi mogla proizvesti valove frekvencije veće od 1 GHz, što je puno manje od frekvencije svjetlosti. Tek je dvadeset godina kasnije Heinrich Hertz pokusom uspio pokazati povezanost elektromagnetnih valova sa svjetlošću. Taj eksperiment je puno pomogao u razumijevanju elektromagnetnog spektra, dokaz da se valovi mogu stvoriti i širiti kroz prostor.

10. Širenje elektromagnetskih valova • Svojstva elektromagnetskih valova: Elektromagnetski valovi imaju četiri važna svojstva: 1. Za razliku od ostalih valova koji se šire nekim sredstvom, elektromagnetski se valovi mogu širiti vakuumom. 2. Titrajuća električna i magnetska polja u linearno polariziranom elektromagnetskom valu su u fazi. 3. Smjerovi električnoga i magnetnog polja u elektromagnetskom valu okomiti su jedan na drugi i oba su okomita na smjer širenja vala, što ih čini transverzalnim valovima. 4. Brzina elektromagnetskih valova ovisi samo o električnim i magnetnim svojstvima medija kojim se šire, a ne ovise o amplitudi elektromagnetnog polja.

11. Širenje elektromagnetskih valova

12. Širenje elektromagnetskih valova • Utjecaj elektromagnetskih polja Općepoznato je da oko vodiča pod naponom postoji električno polje, a oko vodiča kojim protječe električna struja nastaje magnetsko polje. Pri tome je jakost električnog polja (kV/m) proporcionalna naponu, a jakost magnetskog polja (T) proporcionalna jakosti struje koja teče vodičem. Slijedi zaključak: svuda gdje postoji struja i napon, postoje električna, magnetska ili elektromagnetska polja. Suvremeni svijet je danas nezamisliv bez primjene električne energije i ona je svuda prisutna: u stanu, uredu, tvornici, kinu i na drugim mjestima. Iz toga slijedi da se ljudi nalaze i kreću, te općenito rečeno, žive u čas jačim, čas slabijim električnim ili magnetskim poljima.

13. Širenje elektromagnetskih valova ZANEMARIVA ZRAČENJA Snaga energije zračenja elektromagnetskog vala polja, koje stvaraju elektroprivredna i industrijska postrojenja mrežne frekvencije, zanemariva je

14. Širenje elektromagnetskih valova • Pojam elektromagnetskog zračenjaIzraz zračenje općenito označava širenje energije prostorom. Prema tom pojam elektromagnetsko zračenje znači širenje elektromagnetske energije prostorom. Elektromagnetska energija širi se prostorom u obliku elektromagnetskog vala, koji predstavlja prostorno širenje međusobno povezanih i vremenski promjenljivih električnih i magnetskih polja.Kod niskih frekvencija, primjerice 50 Hz, ova se polja mogu odvojeno mjeriti i razmatrati. Jedna od temeljnih značajki vremenskih promjenljivih električnih i magnetskih polja jest učestalost vremenske promjene pod nazivom frekvencija f. Frekvenciju elektromagnetskog vala i njegovu valnu duljinu λ povezuje izraz: Pri čemu je c ≈ 3 x 108 m/s (brzina svjetlosti)Elektromagnetska zračenja su fotoni čija je energija izravno razmjerna frekvenciji. Energiju fotona možemo predočiti izrazom: Gdje je h = 6,62 x 10-34 J/Hz

15. ukv • Radio valovi: • Radiovalovi ili radijski valovi su veliko područje elektromagnetskih valova s valnom duljinom većom od one infracrvenog zračenja, a zajednička im je osobina da se mogu proizvesti protjecanjem izmjenične električne struje u napravi koja se zove antena. Prema valnoj se duljini dijele na valna područja, iako je danas uobičajenija podjela prema frekvenciji.

16. ukv UKV odašiljač sa FM

17. literatura • http://www.iteracija.com/index.php?option=com_content&view=article&id=89&Itemid=57 • http://www.gradimo.hr/8971.aspx • http://www.etib.rs/mk/files/userfiles/PDF/SRB-HR/ASTI/24-26.pdf • http://www.exteh.hr/html/strujne_zastitne_sklopke.html • http://hrvhf.net/forum/index.php?board=30.0 • http://www.gradimo.hr/Utjecaj-elektromagnetskih-polja/hr-HR/12471.aspx