Ich kenne die Grundlagen über Em-Strahlung. Allerdings bin ich nicht auf dem College und ich bin kein Genie. Ich suche wirklich jemanden, der bereit ist, mir das auf relativ einfache Weise zu erklären, ohne lange Gleichungen und überkomplizierte Formulierungen.
Ich dachte, dass Antennen Teil eines geschlossenen Stromkreises sein müssten, wie Wechselstromkreise ... sicher, vielleicht ist dort ein Kondensator drin, aber er ist im Wesentlichen geschlossen (für Wechselstrom, nicht unbedingt Gleichstrom). Ich habe Laptop-Antennen gesehen, die ein Signalkabel und ein Erdungskabel zu haben scheinen. Der Erdungsdraht deckt den größten Teil des Signaldrahts ab. Nur die Länge der 'Antenne' ist freigelegt, nicht von Erde bedeckt. Es schien ein geschlossener Kreislauf zu sein (ähnlich wie eine Schleife).
Nun, eine RC-Car/Copter-Antenne scheint ein einzelner Stab zu sein. Ich sehe keinen Boden an der Spitze oder so etwas. Es scheint, dass es ein offener Stromkreis ist. Das einzige, was ich beim stundenlangen Googeln gesammelt habe, ist, dass die elektromagnetischen Wellen (viele Photonen) auf die Antenne treffen und dazu führen, dass sich Elektronen an einem Ende und dann am anderen Ende der Antenne sammeln. Dadurch entsteht eine Potentialdifferenz. Ich habe gelesen, dass dies nur bei hohen Frequenzen funktioniert, obwohl AM-Radio auch eine einzelne Stabantenne verwendet und nur im kz oder mz. Ich bin einfach so verloren. Ich versuche nicht zu behaupten, dass ich alles weiß, was ich gesagt habe. Genau so habe ich es interpretiert.
Und warum ist die Länge einer Antenne so wichtig? Ich verstehe, dass, wenn die EM-Wellenlänge kurz ist, die Verwendung einer kleineren Antenne am besten ist, da sie auch keine längerwelligen Wellen empfängt. Ich denke, dass die Resonanzfrequenz der Antenne etwas damit zu tun hat (ich bin immer noch etwas verwirrt darüber, wie Resonanz mit einer Antenne funktioniert ... was entscheidet im Grunde über die Resonanzfrequenz?). Aber wenn Photonen auf einzelne Elektronen treffen (zumindest habe ich das gelernt, obwohl ich gehört habe, dass ein einzelnes Photon als Welle mehrere Elektronen gleichzeitig treffen kann, sie drückt und dann abstößt, was ich auch nicht verstehe) Aber wie hat die Resonanzfrequenz der Antenne etwas mit der Frequenz von Photonen zu tun? Warum entspricht die Resonanzfrequenz direkt der Länge der Antenne relativ zur Wellenlänge der EM-Welle? Gibt es etwas, das ich hier vermisse? -Hat die Länge der Antenne irgendetwas mit der Wahrscheinlichkeit zu tun, Photonen bei derselben Wellenlänge zu absorbieren, ohne eine so hohe Wahrscheinlichkeit zu haben, längere Photonen zu absorbieren? Aber dann würde es Photonen mit kürzerer Wellenlänge basierend auf dieser Logik leichter absorbieren. ohne eine ebenso hohe Wahrscheinlichkeit längere Photonen zu absorbieren? Aber dann würde es Photonen mit kürzerer Wellenlänge basierend auf dieser Logik leichter absorbieren. ohne eine ebenso hohe Wahrscheinlichkeit längere Photonen zu absorbieren? Aber dann würde es Photonen mit kürzerer Wellenlänge basierend auf dieser Logik leichter absorbieren.
Leute, ich möchte sagen, dass es mir leid tut, wie ich Dinge ausdrücke. Ich bin nicht schlau. Es fällt mir wirklich schwer, meine Fragen mit konventionellen Begriffen auszudrücken. Ich bin nicht aufs College gegangen oder so, also weiß ich nicht viel. Wenn jemand bereit ist, mir zu helfen, wäre ich sehr dankbar. Bitte zögern Sie nicht, mich zu bitten, meine Fragen so zu klären, dass Sie sie besser verstehen.
Ihre Frage ist etwas mäandrierend, aber ich werde versuchen zu beantworten, was ich kann.
Zunächst rate ich Ihnen, Antennen nicht mehr im Sinne von Photonen oder quantenmechanischen Phänomenen im Allgemeinen zu betrachten. Die ersten Antennen wurden nur mit einem klassischen Verständnis des Elektromagnetismus gebaut, und ein solches Verständnis ist alles, was heute benötigt wird, um die meisten ihrer Eigenschaften zu verstehen. Das wird Sie am Ende nur noch mehr verwirren. Stellen Sie sich einfach vor, dass sich einige Elektronen in einem leitenden Material befinden, die elektromagnetischen Kräften ausgesetzt sind, die durch einfallende elektrische Felder erzeugt werden.
Die Antenne funktioniert, weil eine einfallende elektromagnetische Welle ein oszillierendes elektrisches Feld erzeugt, das die Elektronen in der Antenne herumschiebt. Eine Antenne muss kein geschlossener Stromkreis sein. Theoretisch könnte ein Hertzscher Dipol mit zwei leitenden Kugeln am Ende, die durch einen leitenden Draht miteinander verbunden sind, auch eine Antenne sein, da ein einfallendes elektrisches Feld immer noch Elektronen im Inneren herumschiebt. Tatsächlich kann ein solches Design unter Verwendung einer Halbwellen-Dipolantenne verfeinert und ziemlich praktisch gemacht werden.
Mit RLC-Schaltungen können Sie eine Antenne bauen, die auf ein elektrisches Feld bei einer bestimmten Schwingungsfrequenz (der Resonanzfrequenz der Schaltung) sehr stark reagiert und auf andere Frequenzen nicht so stark. Viele dieser kombinierten Schaltungen teilen das eingehende Signal effektiv in seine separaten Frequenzkomponenten auf, eine nützliche Operation in der Signalverarbeitung, die als Fourier-Transformation bekannt ist.
Die Resonanzfrequenz einer Antenne wird durch ihren Aufbau bestimmt. Mathematisch gesehen ist dies eine allgemeine Eigenschaft von Differentialgleichungen zweiter Ordnung; Aber nüchtern betrachtet hat jeder Wechselstromkreis mit einigen Induktivitäten und Kondensatoren eine "Resonanzfrequenz": Dies ist die Frequenz, mit der Strom durch den Stromkreis fließen würde, wenn Sie ihm eine Gleichspannung zuführen und den Strom laufen lassen würden seinen Verlauf.
Es stellt sich heraus, dass die Mathematik der Situation so funktioniert, dass, wenn Sie eine Wechselstromquelle mit einer Frequenz sehr nahe an ihrer Resonanzfrequenz an eine solche Schaltung liefern, ihre effektive Impedanz viel niedriger ist, dh Sie erhalten einen viel größeren Mittelwert Strom fließt durch den Stromkreis, obwohl Sie ihm die gleiche Menge an Strom zuführen. Dies liegt daran, dass sich die gegenläufigen Effekte des Kondensators und der Induktivität gegenseitig aufheben und viel Verlustleistung eliminieren. Bei genau der Resonanzfrequenz hebt sich die Impedanz der Kondensatoren und Induktivitäten in Ihrer Schaltung genau auf, und nur die Widerstände tragen zur Impedanz bei, was den Kreisstrom bei fester Spannung erhöht.
Sie können leicht eine RLC-Schaltung mit einer bestimmten Resonanzfrequenz aufbauen, indem Sie einen Draht mit niedrigem Widerstand nehmen und ihn an eine Induktivität (z. B. eine Ladespule) und einen Kondensator anschließen, dessen Induktivität und Kapazität , wurden so gewählt, dass .
Bei einer Halbwellen-Dipolantenne wird die Resonanzfrequenz durch die Länge des Drahtes bestimmt. Dies liegt daran, dass der im Inneren des Dipols durch ein elektrisches Feld bei einer bestimmten Wellenlänge induzierte Strom dieselbe Wellenlänge haben muss und die Länge des Drahts einschränkt, bei welchen Wellenlängen Strom durch den Draht fließen kann, während er seine Phase beibehält. (Mathematisch würden wir sagen, dass die Enden des Dipols eine Randbedingung auferlegen.) Im Allgemeinen sind solche Dipole auch bei ungeradzahligen Vielfachen ihrer Resonanzfrequenz empfindlich, im Gegensatz zu einer RLC-Schaltung, deren Resonanz innerhalb eines einzelnen Frequenzbereichs scharf ist.
Wenn diese Erklärung nicht klar genug ist, können Sie in den Kommentaren um weitere Erläuterungen bitten.
Eine Antenne ist ein elektrisches Gerät, das elektrische Energie in Funkwellen umwandelt und umgekehrt. Es wird normalerweise mit einem Funksender oder Funkempfänger verwendet. Beim Senden liefert ein Funksender einen oszillierenden elektrischen Hochfrequenzstrom an die Anschlüsse der Antenne, und die Antenne strahlt die Energie des Stroms als elektromagnetische Wellen (Funkwellen) ab. Beim Empfang fängt eine Antenne einen Teil der Leistung einer elektromagnetischen Welle ab um an seinen Anschlüssen eine winzige Spannung zu erzeugen, die zur Verstärkung an einen Empfänger angelegt wird.
das Meerschweinchen
Holger Fiedler