¿Cómo se calcula la distancia mínima razonable para el campo lejano de una antena dipolo?

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Primero, permítame intentar explicar de qué se trata el campo cercano:

En rangos muy cercanos, debido a las diferencias entre el voltaje instantáneo y la corriente en cada segmento pequeño de una antena en un momento dado, el campo EM todavía no es uniforme (esférico). Si las antenas (receptor y transmisor) están tan cerca, las inducciones mutuas son débiles y reactivas. Las corrientes inducidas en varios segmentos de la antena receptora podrían contradecirse e impedirse entre sí.

¿Pero no puedo estar seguro de cómo se calcula la distancia mínima (para evitar estos efectos negativos)?

Algunas fuentes dicen que la distancia debe ser más de 2 longitudes de onda. Otros dicen 10 longitudes de onda. Algunos lo calculan como 50 (L ^ 2) / λ (L: longitud de antena) o 5λ / 2π o λ / 2π o 2 (L ^ 2) / λ. Todos parecen estar basados en diferentes formas de comprensión / análisis.

¿Existe un método / ecuación seguro comúnmente utilizado en la práctica para calcular esta distancia mínima?

Editar debido a los comentarios:

  

Usted describe el campo cercano como cojo y reactivo, pero aún así producirán una señal decente en una antena receptora, así que explique su duda o cuál es el problema real.

No tengo referencias para esto, pero si las ondas EM tienen una velocidad finita y constante, entonces los campos EM que se expanden desde cada segmento de la antena deberían llegar a los otros segmentos de la otra antena con un retardo lo suficientemente alto como para causar Corrientes contradictorias.

La "contradicción" debería ser más si,

1- Las tasas de cambio de corriente y voltaje en la longitud de la antena de segmento a segmento son más altas. Es difícil de explicar para mí. Si todos los segmentos de la antena se introdujeran en una onda plana EM, todos los electrones se verían obligados a moverse al mismo tiempo, bloqueando o impidiendo que el movimiento / momento de cada uno sea menor (como la situación en el límite de Betz o el límite de Carnot como una analogía aproximada. Intenta empujar aire con aire y parte del impulso que le dan se convierte en calor, lo que podría definir como "una suma de momentos caóticos con un vector de momento neto nulo en total").

Sin embargo, cuando la velocidad de cambio en los campos magnéticos y eléctricos es más diferente en cada segmento de la antena receptora, debe haber desorden, concentración y rareificación de electrones en el mismo instante, lo que provoca el calentamiento del joule, la impedancia y el "microtrabajo del turbante". -corrientes "por así decirlo. La eficiencia de la transmisión de potencia sería "escasa".

Todo esto significa simplemente que la longitud de onda de CA sería menor en relación con la longitud de la antena (asumiendo que la velocidad de la señal eléctrica y la amplitud de CA se mantienen constantes).

2- La distancia entre la antena se vuelve más pequeña en relación con la longitud de la antena, de modo que habría más retrasos en el tiempo (retardos de fase) entre los distintos segmentos de cada antena. Tampoco es fácil de describir. Yo

Estos son solo mis razonamientos basados principalmente en estudios sobre fuentes confiables, pero nadie los toma como conocimiento científico.

  

Primero, debería definir qué quiere decir con "seguro" o "razonable" y eso será en términos de, ¿qué error puede aceptar o qué desviación del modelo de campo lejano es aceptable en su aplicación específica?

Para aclarar esto, no tengo más remedio que presentar el problema principal que he estado luchando por resolver, que se encuentra en la sección Intercambio de pila de Física. No sé si esto va en contra de las reglas del foro, así que disculpas de antemano. No quiero hacer la misma pregunta aquí, por supuesto:

enlace

Por favor revisa el último comentario hecho por Void. Según este comentario, lo que quiero decir con "seguro" es la distancia a la que los campos eléctrico y magnético que se expanden desde la antena comienzan a comportarse como una onda EM regular.

  

Sólo interés: el campo cercano del telescopio de radio Jodrell Bank, también utilizado para las comunicaciones en el espacio profundo, se extiende más allá de la atmósfera. Esto tiende a hacer que las pruebas del sistema integrado previas al vuelo sean "difíciles" :-).

¿No le gustaría esto medir los cambios mínimos en las inductancias parásitas / parásitas de un enorme transformador? Solo una suposición salvaje.

Lo siento por la larga edición. Tal vez porque tengo muy pocos amigos para hablar de ciencia.

    
pregunta Xynon

2 respuestas

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Una antena produce campos que se dividen en tres categorías: -

Y,lasfórmulasgeneralmenteaceptadasparaestosson:-

Entonces,siladimensiónmásgrandeerade0,75metrosylafrecuenciaerade100MHz(esdecir,unmonopolodeuncuartodeonda),elcampocercanoreactivoserealizaa24cmyelcampolejanocomienzaaaproximadamente38cm.

Sinembargo,paraunplatoconundiámetrode7,5metros(a100MHz),elcampocercanoreactivoseextiendeaunos7,4metrosyelcampolejanocomienzaaunos37,5metros.

Este sitio tiene una calculadora y Es de donde tomé las fórmulas. Las fórmulas generalmente se aceptan como significativas, pero no existen reglas ni límites estrictos y rápidos.

Este sitio también usa las mismas fórmulas y tiene una buena imagen que muestra cómo los campos convergen gradualmente en amplitud para producir una onda EM adecuada a una impedancia de 377 ohmios (impedancia de espacio libre). Esto es para una antena eléctricamente "corta": -

Wiki (campo cercano y lejano) también usa el mismo sistema para calcular el cercano y campos lejanos: -

    
respondido por el Andy aka
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Una antena lanza un campo complicado que puede dividirse conceptualmente en dos partes

a) un campo cercano que no se propaga, que cae como distancia en cubos, que es predominantemente eléctrico con una impedancia superior a la del espacio libre, o magnético con una impedancia por debajo del espacio libre

b) un campo lejano de propagación, que cae como una distancia al cuadrado, una onda electromagnética con una impedancia de espacio libre

¿No se puede establecer una distancia del umbral donde uno u otro domina sin especificar la proporción de las dos intensidades, por lo que la distancia a la que son iguales, o el 10% del campo izquierdo, o el 1%?

En la práctica, la mayoría de los trabajadores toman 2 longitudes, el doble de la longitud de onda o la longitud de la antena, como límite de la influencia del campo cercano. Pero define 'influencia' a tu manera, y tendrás tu propia distancia de umbral.

    
respondido por el Neil_UK

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