1
00:00:01,310 --> 00:00:35,960
[Musik]

2
00:00:33,079 --> 00:00:37,399
Die Form und Größe einer Antenne hängt von

3
00:00:35,960 --> 00:00:40,480
ihrem

4
00:00:37,399 --> 00:00:42,600
Zweck ab, aber unabhängig von ihrer physischen Form

5
00:00:40,480 --> 00:00:45,600
ist sie zum Senden und Empfangen

6
00:00:42,600 --> 00:00:45,600
elektromagnetischer

7
00:00:46,440 --> 00:00:52,120
Wellen konzipiert. Betrachten wir zunächst eine

8
00:00:48,600 --> 00:00:55,120
hypothetische Antenne. Die

9
00:00:52,120 --> 00:00:58,760
Punktquelle einer solchen Quelle

10
00:00:55,120 --> 00:00:58,760
strahlt Energie in alle Richtungen nach außen

11
00:01:00,960 --> 00:01:07,520
Lassen Sie uns diesen Prozess genauer untersuchen.

12
00:01:04,640 --> 00:01:09,799
Die abgestrahlte Energie kann

13
00:01:07,520 --> 00:01:12,000
durch eine wandernde Wellenform

14
00:01:09,799 --> 00:01:12,000
dieser

15
00:01:12,119 --> 00:01:17,680
Form dargestellt werden. Die Wellenform folgt normalerweise einer

16
00:01:19,880 --> 00:01:24,640
Vorzeichenkurve. Wir betrachten einen vollständigen

17
00:01:22,560 --> 00:01:28,840
Zyklus der

18
00:01:24,640 --> 00:01:31,200
Welle. Sie ist als eine Wellenlänge definiert.

19
00:01:31,200 --> 00:01:37,000
Wir können die Wellenlänge der Strahlung in Beziehung setzen

20
00:01:32,880 --> 00:01:39,920
Zu der Antenne, die

21
00:01:37,000 --> 00:01:43,680
es erzeugt hat, ist eine Antenne, die eine halbe

22
00:01:39,920 --> 00:01:43,680
Wellenlänge aufnimmt, der einfache

23
00:01:43,759 --> 00:01:48,880
Dipol. Wenn wir dieser Antenne ein Signal zuführen,

24
00:01:46,159 --> 00:01:50,680
wird

25
00:01:48,880 --> 00:01:53,880
in

26
00:01:50,680 --> 00:01:57,759
ihr ein Elektronenfluss aufgebaut. Der Elektronenfluss erzeugt zunächst eine

27
00:01:53,880 --> 00:02:01,840
maximale Konzentration in dieser

28
00:01:57,759 --> 00:02:01,840
Richtung, kehrt sich um und

29
00:02:02,880 --> 00:02:09,039
erzeugt dann ein Maximum  In der entgegengesetzten

30
00:02:05,680 --> 00:02:12,039
Richtung kehrt sich der Fluss

31
00:02:12,360 --> 00:02:17,400
maximal um. Dieser Zyklus wiederholt sich mit der

32
00:02:21,599 --> 00:02:27,840
Signalfrequenz. Dieser Elektronenfluss erzeugt ein

33
00:02:24,599 --> 00:02:27,840
schwankendes Magnetfeld.

34
00:02:32,920 --> 00:02:38,120
Lassen Sie uns die Richtung dieses

35
00:02:34,599 --> 00:02:38,120
Feldes mit dem

36
00:02:39,040 --> 00:02:45,040
Elektronenfluss in Beziehung setzen, wenn der Elektronenfluss sich umkehrt. Das

37
00:02:42,720 --> 00:02:48,040
Magnetfeld ist maximal und die

38
00:02:45,040 --> 00:02:51,360
Linien  Die Kraftlinien verlaufen in diese

39
00:02:48,040 --> 00:02:53,760
Richtung, wenn der Fluss stoppt, kollabieren die Kraftlinien,

40
00:02:53,760 --> 00:02:58,760
wenn sich der Fluss umkehrt, erreicht das Feld

41
00:02:57,120 --> 00:03:00,360
wieder ein

42
00:02:58,760 --> 00:03:02,640
Maximum,

43
00:03:00,360 --> 00:03:05,120
die Kraftlinien verlaufen jetzt in die

44
00:03:02,640 --> 00:03:05,120
entgegengesetzte

45
00:03:05,799 --> 00:03:10,760
Richtung, das Magnetfeld

46
00:03:08,440 --> 00:03:13,840
kehrt somit seine Richtung bei jeder Halbwelle der

47
00:03:15,080 --> 00:03:19,480
Signalfrequenz um  Dies ist als H-

48
00:03:24,120 --> 00:03:28,879
Feld bekannt. Die Stärke dieses Feldes ist

49
00:03:27,040 --> 00:03:31,680
proportional zur Amplitude der

50
00:03:28,879 --> 00:03:31,680
aktuellen

51
00:03:33,959 --> 00:03:41,599
Stehwelle. Diese aktuelle Stehwelle ist um 90°

52
00:03:37,720 --> 00:03:41,599
phasenverschoben zur Spannungs-

53
00:03:42,159 --> 00:03:47,799
Stehwelle. Zu diesem Zeitpunkt hat die Antenne

54
00:03:45,000 --> 00:03:52,760
an diesem Ende eine positive Spannung

55
00:03:47,799 --> 00:03:52,760
An diesem Ende entsteht eine negative Spannung,

56
00:03:52,799 --> 00:03:58,680
wenn sich die Spannung in die

57
00:03:55,120 --> 00:04:01,680
entgegengesetzte Richtung aufbaut und die Polarität

58
00:03:58,680 --> 00:04:01,680
umkehrt.

59
00:04:06,480 --> 00:04:12,599
Diese sich ändernde Polarität erzeugt ein

60
00:04:09,079 --> 00:04:12,599
elektrisches Feld in Phase mit

61
00:04:12,799 --> 00:04:20,918
ihr. Wenn die Spannung diese

62
00:04:16,798 --> 00:04:20,918
Polarität hat, ist das Feld in dieser

63
00:04:23,639 --> 00:04:28,800
Richtung, wenn die Polarität umkehrt,

64
00:04:26,800 --> 00:04:31,600
baut sich das Feld zu a auf  Das Maximum in der

65
00:04:28,800 --> 00:04:31,600
entgegengesetzten Richtung

66
00:04:32,600 --> 00:04:36,160
wird als E-

67
00:04:41,320 --> 00:04:47,639
Feld bezeichnet. Das E- und das H-Feld bauen sich somit um

68
00:04:45,199 --> 00:04:50,120
90° phasenverschoben auf und kollabieren

69
00:04:47,639 --> 00:04:52,680
und bilden das

70
00:04:50,120 --> 00:04:52,680
unmittelbare

71
00:04:58,560 --> 00:05:03,039
Feld der Antenne.

72
00:05:00,600 --> 00:05:05,800
Dieses unmittelbare Feld erzeugt das

73
00:05:05,800 --> 00:05:10,560
Strahlungswellenmuster der Antenne, das wir

74
00:05:08,360 --> 00:05:14,120
visualisieren können  Die Strahlung ist eine Reihe von

75
00:05:10,560 --> 00:05:14,120
Gittern, die sich nach

76
00:05:18,080 --> 00:05:27,759
außen ausbreiten. Die vertikalen Linien sind die H-

77
00:05:22,120 --> 00:05:27,759
Komponente und die horizontalen Linien die E-

78
00:05:28,479 --> 00:05:32,120
Komponente.

79
00:05:30,560 --> 00:05:37,000
Beachten Sie, dass die Linien im rechten

80
00:05:32,120 --> 00:05:37,000
Winkel zueinander stehen, d. h. im Raum

81
00:05:39,520 --> 00:05:46,440
Quadratur vektoriell. Diese Linien

82
00:05:42,440 --> 00:05:46,440
stellen die Spitzen der strahlenden

83
00:05:47,160 --> 00:05:53,160
Wellen dar. Beachten Sie  dass sich ihre Richtung

84
00:05:49,479 --> 00:05:53,160
bei der nächsten Halbwelle umkehrt,

85
00:05:53,680 --> 00:05:59,160
da die Spitzen dieser beiden Wellen

86
00:05:56,440 --> 00:06:01,479
gleichzeitig auftreten. Sie liegen in der

87
00:06:03,360 --> 00:06:10,919
Zeitphasenphase. Die Wanderwellen werden daher als

88
00:06:06,039 --> 00:06:10,919
Zeitphase und Raumquadratur bezeichnet.

89
00:06:16,919 --> 00:06:23,000
Die Polarität einer Antenne wird

90
00:06:20,000 --> 00:06:26,319
durch die Ebene der Antenne bestimmt

91
00:06:23,000 --> 00:06:28,720
Um ein maximales Signal im E-Feld zu erhalten, müssen sich sowohl

92
00:06:26,319 --> 00:06:32,199
die Sende- als auch die Empfangsantenne

93
00:06:28,720 --> 00:06:32,199
an der Stelle des E-

94
00:06:36,680 --> 00:06:41,960
Feldes befinden. Die Richtung, in der sich das E- und

95
00:06:39,440 --> 00:06:44,759
das H-Wellenmuster ausbreiten, wird

96
00:06:41,960 --> 00:06:50,319
durch eine einfache

97
00:06:44,759 --> 00:06:50,319
Regel bestimmt. Zur Anwendung dieser Regel verwenden wir zwei beliebige

98
00:06:50,720 --> 00:06:55,240
Vektoren, die wir uns vorstellen können  Eine

99
00:06:55,919 --> 00:07:01,240
Korkenzieherwirkung entsteht, wenn wir uns vom e-Vektor zum

100
00:06:58,879 --> 00:07:03,759
h-Vektor um die kürzeste

101
00:07:01,240 --> 00:07:06,400
Distanz drehen, die die Schraube in

102
00:07:07,039 --> 00:07:11,560
Ausbreitungsrichtung vorgerückt hat. Dies wird als Pointing-

103
00:07:09,520 --> 00:07:15,400
Vektor-

104
00:07:11,560 --> 00:07:17,919
Regel bezeichnet. Im nächsten Halbzyklus kehren die E- und H-

105
00:07:15,400 --> 00:07:17,919
Vektoren um und

106
00:07:18,960 --> 00:07:26,479
wenden erneut die Pointing-Regel an  Wir

107
00:07:22,360 --> 00:07:26,479
sehen, dass die Ausbreitungsrichtung

108
00:07:28,319 --> 00:07:32,479
unverändert bleibt

109
00:07:30,680 --> 00:07:34,280
[Applaus]

110
00:07:32,479 --> 00:07:36,720
Obwohl wir nur Spitzenvektoren betrachtet haben,

111
00:07:34,280 --> 00:07:39,639
würde jedes Vektorpaar die

112
00:07:36,720 --> 00:07:39,639
gleiche

113
00:07:41,720 --> 00:07:46,039
Ausbreitungsrichtung ergeben. Lassen Sie uns nun überlegen, was

114
00:07:44,159 --> 00:07:48,639
passiert, wenn die Welle auf eine

115
00:07:46,039 --> 00:07:48,639
reflektierende

116
00:07:50,240 --> 00:07:55,520
Oberfläche trifft. Wir werden nur ein Paar davon betrachten

117
00:07:52,879 --> 00:07:55,520
Peak-

118
00:07:56,960 --> 00:08:03,120
Vektoren wie vor der Pointing-Regel geben

119
00:08:00,280 --> 00:08:03,120
die

120
00:08:03,199 --> 00:08:08,800
Ausbreitungsrichtung an, wenn sie den Reflektor erreichen.

121
00:08:06,080 --> 00:08:11,680
Das E-Feld wird umgekehrt, aber die

122
00:08:08,800 --> 00:08:14,520
Richtung des H-Feldes bleibt

123
00:08:11,680 --> 00:08:18,159
unverändert. Durch die Pointing-Regel wird der

124
00:08:14,520 --> 00:08:18,159
Richtungsvektor daher

125
00:08:21,800 --> 00:08:27,919
umgekehrt. Der gleiche Vorgang findet für

126
00:08:24,560 --> 00:08:27,919
jedes aufeinanderfolgende Vektorpaar in

127
00:08:30,360 --> 00:08:36,880
der Richtung statt  Die Ausbreitung

128
00:08:32,719 --> 00:08:36,880
kehrt sich also um, wenn die Welle auf eine ebene

129
00:08:49,320 --> 00:08:55,000
Oberfläche trifft. Sehen wir uns nun an, wie wir die

130
00:08:52,640 --> 00:08:56,760
Intensität der von

131
00:08:55,000 --> 00:08:59,600
einer

132
00:08:56,760 --> 00:09:02,800
Antenne abgestrahlten Energie aufzeichnen. Zuerst messen wir die

133
00:08:59,600 --> 00:09:02,800
Signalstärke an verschiedenen

134
00:09:06,160 --> 00:09:11,360
Punkten. Eine solche Aufzeichnung ist geografisch und

135
00:09:09,720 --> 00:09:15,440
wir können die Punkte gleicher

136
00:09:11,360 --> 00:09:15,440
Intensität verbinden  Um Konturlinien zu erhalten,

137
00:09:15,640 --> 00:09:21,120
ist es oft nützlicher,

138
00:09:18,320 --> 00:09:24,399
die Form des von der Antenne abgestrahlten Feldes zu kennen.

139
00:09:21,120 --> 00:09:28,120
Um dies zu erreichen, erhalten wir

140
00:09:24,399 --> 00:09:30,080
Feldstärken in einem festen Radius von der

141
00:09:28,120 --> 00:09:31,760
Antenne.

142
00:09:30,080 --> 00:09:34,519
[Applaus]

143
00:09:31,760 --> 00:09:37,800
Wir verwenden jetzt eine vektorielle Darstellung, um

144
00:09:34,519 --> 00:09:42,519
jedem Messwert eine Größe zu geben und

145
00:09:37,800 --> 00:09:42,519
Um dies darzustellen, verwenden wir eine Skala von

146
00:09:44,640 --> 00:09:51,880
Kreisen entlang dieser Linie. Die

147
00:09:47,760 --> 00:09:54,680
Feldstärke auf dem ausgewählten Radius beträgt

148
00:09:51,880 --> 00:09:57,519
drei, also schneiden wir die Linie am Kreis, der die

149
00:09:54,680 --> 00:10:01,200
Stärke

150
00:09:57,519 --> 00:10:02,800
drei darstellt. Entlang dieser Linie beträgt die Feldstärke

151
00:10:02,800 --> 00:10:07,880
vier, sodass sie an der Stärke vier des Kreises geschnitten wird

152
00:10:08,440 --> 00:10:14,720
Indem wir die Darstellung auf diese

153
00:10:10,920 --> 00:10:14,720
Weise fortsetzen, erhalten wir eine Reihe von

154
00:10:17,079 --> 00:10:23,120
Vektoren. Diese Vektoren stellen die

155
00:10:19,600 --> 00:10:23,120
Stärke und Richtung des

156
00:10:27,279 --> 00:10:33,399
Feldes dar. Wenn wir die Spitze der Vektoren verbinden,

157
00:10:30,680 --> 00:10:36,880
erhalten wir das Polardiagramm der Antenne.

158
00:10:33,399 --> 00:10:39,320
Das vollständige Polardiagramm ist

159
00:10:36,880 --> 00:10:43,560
dreidimensional und ermöglicht uns die

160
00:10:39,320 --> 00:10:43,560
Visualisierung eines  Schauen wir uns nun die Strahlungseigenschaften der Antenne an.

161
00:10:47,519 --> 00:10:52,079
Lassen Sie uns nun die

162
00:10:49,680 --> 00:10:55,440
Grundelemente der

163
00:10:52,079 --> 00:10:58,200
Antennenausbreitung betrachten. In einem durch

164
00:10:55,440 --> 00:11:01,040
ein Signal angeregten Halbwellendipol entsteht in ihm ein Elektronenfluss.

165
00:11:04,320 --> 00:11:09,000
Diese Elektronenbewegung erzeugt zwei

166
00:11:09,320 --> 00:11:15,160
Felder. Diese Felder bauen sich

167
00:11:12,120 --> 00:11:18,480
zeitlich und räumlich auf und kollabieren um die Quadratur der

168
00:11:15,160 --> 00:11:21,800
Antenne

169
00:11:18,480 --> 00:11:24,839
Feld Dieses unmittelbare Feld erzeugt das

170
00:11:21,800 --> 00:11:24,839
Strahlungswellenmuster.

171
00:11:33,079 --> 00:11:37,240
Wir können diese Strahlung durch

172
00:11:38,200 --> 00:11:44,480
mit diesen Vektoren verbundene Vektoren darstellen. Ist

173
00:11:41,320 --> 00:11:44,480
das

174
00:11:44,760 --> 00:11:51,040
Wanderwellenmuster. Die Wanderwelle ist in

175
00:11:48,000 --> 00:11:51,040
Zeitphase und

176
00:11:51,279 --> 00:11:56,000
Raumquadratur. Die grundlegenden

177
00:11:53,240 --> 00:11:58,160
Eigenschaften dieser Wanderwelle

178
00:11:56,000 --> 00:12:01,320
und die Mittel, mit denen sie erzeugt wurde

179
00:11:58,160 --> 00:12:24,880
sind für jedes Antennen-

180
00:12:01,320 --> 00:12:27,880
[Musik]

181
00:12:24,880 --> 00:12:27,880
-System gleich