Confusión sobre cómo se ven realmente los campos EM, y cómo se relaciona esto con la transmisión de datos, guías de onda, etc.

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Después de una discusión en el trabajo hace unos días, me di cuenta de que no entiendo muy bien cómo es realmente la energía de RF. Siempre pensé, a través de las clases de física y EE, que todas las ondas EM (incluida la RF) eran un buen conjunto de campos eléctricos y magnéticos que oscilaban perpendiculares entre sí, con la dirección de propagación en el tercer eje, como muestra la siguiente imagen.

Bueno,despuésdeleeresto thread

Me di cuenta de que no es tan simple. Entiendo la última respuesta en el hilo, cómo se ven las ondas EM en realidad como si se estuvieran "disparando" fuera de la antena y la frecuencia es en realidad la densidad de flujo, de ahí proviene la "onda sinusoidal". Eso tiene perfecto sentido. Mira este video simulación

Lo que no tiene mucho sentido para mí es cómo visualizar la amplitud con esta simulación. La razón de mi confusión es la siguiente:

Tome un horno de microondas, por ejemplo, donde los orificios de la malla exterior actúan esencialmente como una guía de onda y evitan que las microondas se escapen. Se dice que esto se debe a que la longitud de onda de la RF es demasiado grande. De acuerdo.

En la imagen de abajo, he tratado de ilustrar mi confusión. Siempre he pensado que las ondas viajan como en la imagen 1, y en ese caso la amplitud haría que la onda no pasara por el agujero. Mis compañeros de trabajo me están diciendo que en realidad es como la imagen 2, donde la onda sinusoidal en realidad se está moviendo hacia un lado y es por eso que la longitud de onda es lo que hace que se bloquee.

Simplemente no entiendo cómo # 2 podría ser cierto, según el video de simulación anterior. Si la frecuencia se basa en la densidad de flujo, parecería que las ondas sinusoidales están 'en línea' con la dirección de propagación como la imagen 1 en mi dibujo. Tampoco entiendo cómo una antena receptora podría dar sentido a los datos si la componente de onda sinusoidal es perpendicular a ella, a mi entender, los datos deben estar en línea, con cada bit moviéndose hacia la antena como la imagen 1.

Espero que esto tenga sentido, me molesta muchísimo mi confusión y me encantaría aclarar algo. Gracias!

    
pregunta Micah

1 respuesta

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Realmente depende de la estructura de su guía de ondas en las frecuencias de microondas, puede imaginar los campos como las olas en un grupo de olas, hay una frecuencia de resonancia que depende del ancho y la longitud. Pero es más complicado que eso porque es un problema tridimensional.

La primera imagen que muestra se aplica a todas las ondas EM, porque cualquier onda EM es solo una colección de fotones superimpuestos, pero cuando llega a frecuencias más bajas, como las microondas, las ondas son más grandes con respecto a otras cosas y los efectos son diferente (es decir, un fotón de luz rebotará en un átomo, pero una onda de radio no lo hará, a la inversa, una onda de radio se reflejará o será absorbida por un conductor de fracciones de una longitud de onda)

Para visualizar realmente los campos, necesita un solucionador de campo tridimensional (o sea realmente útil con una calculadora con mucho tiempo). La imagen de abajo muestra una guía de onda rectangular hueca y muestra los diferentes modos. Hay modos verticales y horizontales y modos de primer y segundo orden, que en realidad se superponen uno encima del otro. Para el diseño, puede ser más fácil considerar un modo a la vez.

Fuente: enlace

Los modos se pueden calcular en papel y se ven así para una sección transversal 2-d: Fuente: enlace

Creo que su problema es que necesita pensar en la longitud de onda como una característica de las ondas EM

En cuanto a su otra pregunta, si piensa que la onda se desplaza perpendicular a la abertura, el borde del orificio sería muy fino y la ola no lo vería (tan pronto como agregue conductores alrededor del orificio) se complica más porque las olas cambian con los conductores, pero se entiende la idea)

    
respondido por el laptop2d

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