Producerea undelor electromagnetice
Unul din cele mai cunoscute circuite folosite pentru a radia sau pentru a receptiona unde electromagnetice este circuitul
oscilant deschis alimentat de la un generator de oscilatii electromagnetice intretinute.
Pentru producerea microundelor se folosesc cutii rezonante alcatuite din cilindrii de cupru.
Presupunem drept sursa a undelor , care produce perturbatia originara, un dipol oscilant. In general, prin dipol se intelege un
sistem de doua sarcini q
1 si q
2 egale, dar de semne contrare situate la distanta foarte mica una de cealalta.
Daca aceasta pereche de sarcini variaza in timp dupa o lege sinusoidala, spunem ca avem de-a face cu un dipol oscilant.
Practic un dipol se obtine dintr-un fir conductor ce are intercalat in mijloc o bobina pentru inducerea curentului oscilant de
frecventa inalta. Acest dipol se mai numeste si antena, care are
inductanta (L = 2μH)si capacitatea (C = 5pF) repartizate uniform de-a lungul antenei. Antenele pot fi:
a) cu un capat legat la pamant (antena sfert de unda);
b) cu ambele capete izolate de pamant (antena semiunda).
Functionarea antenei: Intr-o antena conectata la o sursa de inalta frecventa, sub actiunea campului electric alternativ
intretinut de t.e.m., electronii de conductie oscileaza. Oscilatia lor se propaga in antena din aproape in aproape cu viteza
luminii in vid, sub forma unei unde electronice longitudinale care se reflecta la capetele antenei, astfel ca unda electronica
incidenta se suprapune cu unda electronica reflectata, rezultand unda stationara. Unda stationara prezinta maxim de curent in
punctul legat la pamant pentru ca electronii se scurg in sau din pamant, deci la acest capat P exista sarcini electrice in
miscare de aceea intensitatea efectiva a curentului este maxima la capatul legat la pamant al antenei sfert de unda, iar la
antena semiunda intensitatea efectiva este nula la ambele capete (electronii sunt acumulati la capete).
La ambele antene la capatul A intensitatea efectiva este zero pentru ca nu exista electroni in miscare, in schimb datorita
acumularii sarcinilor la acest capat unda stationara prezinta un ventru de tensiune (tensiunea efectiva este maxima)
La antena sfert de unda la capatul P exista un nod de tensiune pentru ca potentialul pamantului este considerat nul
(nu se acumuleaza sarcini electrice), iar la antena semiunda la ambele capete vor exista ventre de tensiune deoarece
se acumuleaza sarcini electrice. Din figura se observa ca lungimea antenei cu un capat izolat este un sfert din lungimea
de unda a undei stationare (l = λ/4) din acest motiv antena se mai numeste si antena sfert de unda, in schimb
lungimea antenei cu ambele capete izolate este egala cu jumatate din lungimea de unda a undei stationare
( l = λ/2 -antena semiunda.
Curentul de inalta frecveta ce strabate antena se inconjoara de un camp magnetic variabil in timp, care genereaza un camp
electric variabil, acesta genereaza din nou un camp magnetic variabil in timp s.a.m.d. Ansamblul celor doua campuri care
oscileaza si se genereaza reciproc este un camp electromagnetic care se desprinde de antena si se propaga in mediu sub forma
de unde electromagnetice a caror frecventa este egala cu frecventa proprie a circuitului oscilant (al antenei) Un condensator
intercalat in serie cu antena, micsoreaza lungimea antenei si mareste frecventa undelor emise sau receptionate, in timp ce o
bobina legata in serie cu antena mareste lungimea acesteia si micsoreaza frecventa undei electromagnetice.
Undele electromagnetice modulate emise de transmitator se propaga prin canalul de transmisie
(mediu) si daca intalnesc in drumul lor antene de receptie, sub actiunea campului electric variabil al undei vor determina electronii
liberi din antena sa oscileze cu frecventa undei, generand prin fenomenul de inductie electromagnetica un curent de inalta frecventa
in antena de receptie. Energia transmisa acestui curent este maxima daca frecventa proprie a antenei de receptie este egala cu frecventa undei receptionate.
Acest lucru se realizeaza prin acordarea antenei pe postul de emisie dorit, adica antena de receptie este la rezonanta cu antena de emisie.
Practic aducerea la rezonanta se realizeaza prin modificarea capacitatii condensatorului variabil legat in serie cu antena, astfel
ca L1C1 = L2C2. In receptor are loc operatia inversa, adica transforma semnalul receptionat
in mesaj sonor sau luminos cu ajutorul unor traductoare.
