Dispersión de la energía de radio a medida que se aleja de la fuente

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Pido disculpas por la redacción de mi pregunta, sin duda será confuso. Si hay algo sobre lo que no esté seguro, no dude en preguntarme.

Pregunta

A medida que una onda de radio se aleja de la fuente, se produce una atenuación. ¿Por qué es cuando esta atenuación tiene lugar la distancia que cubre el campo eléctrico débil aumenta en comparación con cuando estaba más cerca de la fuente (que se muestra en la imagen)? ¿Hay alguna ecuación que pueda usar para decirme esto? (ley de Coulomb ). Si todavía estás confundido por lo que te pido, adjunto una imagen. Como puede ver, la ley inversa se tiene en cuenta a medida que la onda de radio se aleja de la fuente. Mi pregunta es cómo averiguo el área cubierta en el último paso (cuando es 1/9). He buscado a través de Internet pero ninguna ecuación parece darme lo que necesito. (Quiero saber el área total que cubre el 3d final en la imagen, la parte donde tiene las letras A, no la distancia de la fuente original).

    
pregunta Bad programmer

2 respuestas

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La dispersión es una consecuencia natural de la conservación de la energía y el hecho de que las ondas (y / o los fotones) viajan en línea recta desde un punto central (llamado centro de fase de la antena). La onda RF que emana de una antena es una forma de energía que viaja. Si construye una superficie esférica alrededor de toda la antena, esa superficie capturará toda la energía emitida por la antena, sin importar qué tan grande o pequeña sea la superficie. Dado que esta energía debe ser la misma que la que se transmitió desde la antena (debido a la conservación de la energía), creo que puede ver que la energía por metro cuadrado de superficie tiene que disminuir a medida que se aleja de la antena, porque de lo contrario la cantidad total La energía dentro de la esfera dependería del tamaño de la esfera y eso violaría la conservación de la energía. En la vida real, la energía puede ser absorbida por la materia dentro de la esfera en lugar de por la superficie. Pero eso no invalida la idea básica. En tal ambiente de absorción, la "dispersión" sería más de lo que la ley r ^ 2 predice. En el vacío, la ley r ^ 2 funciona perfectamente.

Cuando las personas hablan sobre la ganancia de una antena, lo que están hablando es cuánto más fuerte es la señal en comparación con una antena isotrópica (que se irradia por igual en todas las direcciones). Las antenas con ganancia son direccionales, lo que significa que, en lugar de irradiar esféricamente hacia fuera, igual en todas las direcciones, la energía se concentra, ya sea horizontal o verticalmente o ambas. Incluso cuando está concentrada, la señal aún se dispersa de acuerdo con R ^ 2. Si se mueve hacia afuera en línea recta desde el centro de fase de la antena, seguirá observando esta ley R ^ 2. Pero si te mueves perpendicular a esa línea, puedes moverte hacia una parte más fuerte o más débil del haz de la antena.

Espero que todo esto tenga sentido. Intenté evitar cualquier cálculo real, ya que te estás esforzando por entender en base a la intuición.

    
respondido por el mkeith
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Imagina volar un globo. Si el globo es una esfera perfecta, el área de la superficie es:

A = 4πr ^ 2

Note el término cuadrado. El área superficial del globo representa la intensidad de la señal. Cuando una señal se irradia, su "densidad" también disminuye, por lo que la señal es más débil.

La imagen que mostraste es solo una pequeña sección de una esfera. No hay ninguna antena que yo sepa que se disperse como una esfera, pero ninguna antena se dispersa como el gráfico que publicaste. La mayoría de las antenas tienen un 'mapa' que indica qué tan efectivas son en cada dirección. Este gráfico es solo para fines ilustrativos.

    
respondido por el slightlynybbled

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