¿Qué hace que una sonda de campo magnético sea insensible a los campos E?

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Considere una sonda de campo magnético (campo B) como esta:

( fuente )

Entiendo que a medida que el flujo magnético a través del bucle formado por el escudo coaxial cambia, los portadores de carga en el bucle serán empujados alrededor del bucle por Ley de inducción de Faraday . Como el bucle es pequeño en relación con la longitud de onda de interés, podemos pretender que la corriente en él es constante. La alta impedancia formada por la brecha en la parte superior significa que esta corriente inducida estará acompañada por una diferencia de voltaje en la brecha, y esa diferencia de voltaje viajará por la línea de transmisión formada por la mitad del aro y la línea de alimentación a \ $ Z_L \ $ , donde se mide. De esta manera, la sonda mide el campo B.

Pero, ¿qué pasa con los campos E? El punto de esta sonda es ser lo más sensible posible a los campos B y lo menos posible a los campos E. ¿Por qué no es sensible a los campos E?

    
pregunta Phil Frost

2 respuestas

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Es sensible a los campos E, pero como está blindado, el único lugar razonable para que los Campos E interactúen con el conductor está en la parte superior y la longitud de onda debe ser del mismo orden que el tamaño del espacio. Para ello se acopla en cualquier energía.

Eso es presumiblemente una diferencia de varios órdenes de magnitud en longitudes de onda y su circuito que está analizando la salida observará la señal de retorno más grande (probablemente) del acoplamiento magnético dominante. El campo E que tiene la misma longitud de onda que el campo H no "verá" esa brecha.

    
respondido por el placeholder
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Es sensible a los campos E, como cualquier antena, depende de la frecuencia.

Primero, sobre el rendimiento de la antena:
Esta antena de bucle resonará y será bastante sensible cuando su circunferencia se aproxime a \ $ \ lambda \ $, y será algo sensible a partir de \ $ \ lambda / 4 \ $. Debajo de esto, la antena de bucle se vuelve cada vez más desajustada con el coaxial \ $ 50 \ Omega \ $ y su ganancia o sensibilidad efectiva disminuye rápidamente.

Cuando el bucle es pequeño, sus campos cercanos son predominantemente campos H, porque al tener una impedancia cercana a cero, los voltajes presentes en la antena son pequeños y las corrientes son grandes. (Justo lo opuesto a un dipolo corto, cuya impedancia es casi abierta, por lo que tiene voltajes más altos y corrientes más pequeñas, y por lo tanto sus campos cercanos a un dipolo corto son predominantemente campos E). Los campos lejanos radiados de ambos están, por supuesto, en la proporción \ $ E / H = 120 \ pi \ $.

En segundo lugar, sobre el "blindaje" y el balun:
El bucle puede estar hecho de cualquier cable o tubo sólido. El diámetro afecta ligeramente su impedancia, pero la construcción general no cambia su sensibilidad a los campos E y H.

El tamaño de la brecha casi no tiene ningún efecto en la antena. Cuando es demasiado pequeño, la capacitancia entre las caras opuestas cargará el bucle ligeramente.
(Diversión interesante: la capacitancia puede hacer que el bucle resuene, haciendo un resonador de brecha de bucle , un resonador Q muy alto).

Sin embargo, debe tener cuidado de no crear un híbrido bucle-dipolo, conectando una parte del bucle a una pieza larga de cable coaxial.

Una solución es montar el circuito de transmisión o recepción dentro del tubo metálico, o mantenerlo pequeño, por lo que no puede influir en los campos.

Otra forma es usar un transformador para alimentarlo con voltajes balanceados en los dos lados.

Pero lo más simple es hacer lo que has hecho en la imagen, que es:
a) sacar el cable coaxial del circuito a lo largo del plano del campo eléctrico cero,
b) donde el cable coaxial se encuentra con el lazo, conecte la trenza del cable coaxial al circuito para que no existan campos parásitos allí,
c) pase el cable coaxial dentro del bucle, donde no hay campos, hasta que llegue al punto de alimentación, y
d) en este espacio, conecte el cable coaxial a los dos lados del bucle, la trenza a la parte del bucle que contenía el cable coaxial y el interior al otro lado.

Esta respuesta en El Ham Stackexchange tiene una larga reseña de la acción del balun

    
respondido por el tomnexus

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