Gradiente de voltaje a través de una antena (y cómo controla una radio AM)

Nueva pregunta:

Para responder a tu pregunta más reciente, creo que sería mejor que estudiaras un poco sobre el modelo de elemento distribuido y la teoría de la línea de transmisión primero. Del artículo de Wikipedia vinculado (énfasis mío):

  

El modelo de elementos distribuidos es más preciso pero más complejo que el modelo de elementos agrupados. El uso de infinitesimales a menudo requerirá la aplicación de cálculos, mientras que los circuitos analizados por el modelo de elementos agrupados se pueden resolver con álgebra lineal. En consecuencia, el modelo distribuido solo se aplica normalmente cuando la precisión exige su uso. Cuando este punto depende de la precisión requerida en una aplicación específica, pero esencialmente, debe usarse en circuitos en los que las longitudes de onda de las señales sean comparables a las dimensiones físicas de los componentes. Una regla de oro de ingeniería que se cita con frecuencia (no debe tomarse demasiado literalmente porque hay muchas excepciones) es que las partes más grandes que una décima parte de una longitud de onda generalmente deberán analizarse como elementos distribuidos.

Si tuviera que excitar su antena con una fuente de baja frecuencia (o una fuente de CC, digamos), entonces su intuición es correcta: la corriente fluiría durante un período muy corto de tiempo hasta que se estabilizara el voltaje a través de la antena. Pero cuando lo excita con una fuente de CA de una frecuencia adecuada (es decir, una frecuencia donde la longitud de onda es, digamos cuatro veces más grande que la antena, lo que hace que la antena tenga una longitud de un cuarto de onda), el voltaje nunca será el mismo Toda la antena, ya que la fuente está cambiando a la misma velocidad que la onda para alcanzar la parte superior de la antena. En otras palabras, no hay forma de que la parte inferior de la antena se fije a un total de 0 V, pero puede tener un potencial de CC fijo a 0 V (con un potencial de CA que oscila por encima y por debajo de 0 V). Esto es lo que mencionó The Photon en su comentario sobre la conducción de la antena en relación con la tierra real:

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Aquí, la fuente de CC es 0V (es decir, podría omitirse), lo que significa que el extremo inferior de su antena está fijo a un potencial de tierra en promedio. La fuente de CA excitará un voltaje sinusoidal en la parte inferior de la antena, oscilando de + 1V a -1V a 1kHz. Asumiremos que la antena es de un cuarto de onda (a 1 GHz, que tiene aproximadamente 3 pulgadas de largo). También he incluido el modelo distribuido típico para una línea de transmisión. Así es como se modelan los cables normales una vez que la frecuencia de excitación se vuelve lo suficientemente rápida.

En su segundo esquema, con el circuito detector de diodos, usted dice que el circuito está conectado en dos puntos a la antena, pero eso no es cierto. La antena solo está conectada al nodo en la parte superior izquierda del circuito. Las resistencias son no parte de la antena.

Antigua pregunta:

Una respuesta rápida: Creo que una antena monopolar (cuarto de onda) \ $ \ frac {\ lambda} {4} \ $ (cuarto de onda) describe con precisión lo que eres preguntar por. En el caso de una antena monopolar, el extremo del monopolar que mira hacia el plano de tierra es en realidad un nodo de la onda estacionaria de voltaje. Llame a ese punto GND, y ese punto "mantendrá \ $ 0 \ text {V} \ $ "; es el nodo de una onda estacionaria (es decir, sin cambios en la magnitud), y al llamarlo GND, lo ha definido para que sea \ $ 0 \ text { V} \ $ , parada completa.

Todavía no estoy seguro de entender completamente tu pregunta, y los esquemas no necesariamente transmiten lo que estás tratando de transmitir. Por definición , el terreno es \ $ 0 \ text {V} \ $ . Cualquier parte de su esquema que toque una GND se arregla en \ $ 0 \ text {V} \ $ , ya que un cable en un esquema es Definido para ser un conductor perfecto. Por ejemplo, en su primera imagen, exactamente cero flujos de corriente porque no hay un bucle. GND es solo un símbolo que usamos para definir dónde está \ $ 0 \ text {V} \ $ , y nada más. No puede tener una GND en un esquema que tenga un potencial distinto de \ $ 0 \ text {V} \ $ .

Creo que tu confusión proviene de lo siguiente:

  

Pero parece que en la mayoría de los casos reales el terreno es simplemente un constructo teórico ...

En todos los casos, el terreno no es más que una construcción teórica.

En la mayoría de los componentes electrónicos, "Tierra" es simplemente el punto del circuito que elegimos llamar "cero voltios" y se usa como referencia cuando se miden voltajes en otras partes del circuito.

En la distribución de alimentación de CA y en algunos sistemas de antena de radio, "Tierra" es realmente "una conexión a la Tierra".

No soy un experto en antenas, pero tengo algo de experiencia en diseño de PCB que podría ayudar. Tener una buena conexión a tierra es importante en los circuitos y es crucial en los circuitos analógicos sensibles. Si tiene una buena fuente de alimentación que puede mantener su valor en todas las situaciones, entonces es: node es su verdadero fundamento. Toda la corriente en el circuito debería volver aquí (a menos que haya una antena involucrada que no sé qué sucede). Cuando se necesita conectar un componente a tierra, se debe hacer una ruta con la impedancia más baja posible al pin negativo de la fuente de alimentación, es uno de los motivos por los que usan una capa completa de una pcb para el nodo de tierra en el circuito, estaría disponible una ruta de muy baja impedancia para cada componente del circuito.

Como dije antes, no soy un experto en antenas, pero sospecho que el mismo escenario se aplica a su antena. Debe conectar un lado con la impedancia más baja posible a donde se supone que fluya toda la corriente.

Espero que haya ayudado.