5. Bố cục đề tài
3.2TRƢỜNG GẦN VÀ TRƢỜNG XA
Các đặc tính của trƣờng đƣợc xác định bởi nguồn, các phƣơng tiện truyền thông xung quanh nguồn và khoảng cách từ nguồn đến điểm quan sát. Tại một điểm gần với nguồn, các đặc tính của trƣờng đƣợc xác định chủ yếu bởi các đặc tính nguồn. Xa nguồn, các tính chất của trƣờng phụ thuộc chủ yếu vào môi trƣờng mà trƣờng truyền qua. Do đó, không gian xung quanh một nguồn bức xạ có thể đƣợc chia thành hai khu vực, nhƣ thể hiện trong hình 3.2. Ở một khoảng cách lớn hơn λ/2π là trƣờng xa. Ở khoảng cách nhỏ hơn λ/2π là trƣờng gần. Khu vực xung quanh λ/2π là khu vực chuyển tiếp giữa các trƣờng gần và trƣờng xa.
Tỷ số giữa điện trƣờng (E) với từ trƣờng (H) là trở kháng sóng. Đối với trƣờng xa tỷ số E/H bằng trở kháng đặc tính của môi trƣờng.
Đối với trƣờng gần tỷ số trên đƣợc xác định bởi các đặc tính của nguồn và khoảng cách từ nguồn đến nơi trƣờng đƣợc khảo sát. Nếu nguồn có dòng
cao và điện áp thấp (E/H <377Ω), trƣờng gần chủ yếu là từ trƣờng. Ngƣợc lại, nếu nguồn có dòng thấp và điện áp cao (E/H >377Ω), trƣờng gần chủ yếu là điện trƣờng.
Hình 3.1 Sự chuyển đổi từ trường gần đến trường xa xảy ra tại λ/2π
Hình 3.2 Trở kháng sóng phụ thuộc vào khoảng cách từ nguồn và trường là điện trường hay từ trường
Đối với một anten dây thẳng có trở kháng nguồn cao. Trở kháng sóng gần anten chủ yếu là điện trƣờng cũng cao. Khi khoảng cách đƣợc tăng lên, điện trƣờng suy giảm về cƣờng độ vì nó tạo ra một từ trƣờng bổ sung. Đối với trƣờng gần, điện trƣờng suy giảm với tốc độ (1/r)3
trong khi từ trƣờng suy giảm với tốc độ (1/r)2
. Do đó, trở kháng sóng từ một anten dây thẳng giảm dần theo khoảng cách và gần với trở kháng của không gian tự do trong trƣờng xa, thể hiện trong hình 3.2.
Một từ trƣờng chủ yếu đƣợc sinh ra bởi một anten trở kháng sóng gần anten là thấp. Khi khoảng cách từ nguồn tăng, từ trƣờng suy giảm với tốc độ (1/ r) 3 và điện trƣờng suy giảm với tốc độ (1/r)2. Do đó trở kháng sóng tăng theo khoảng cách và tiệm cận với trở kháng của không gian tự do ở khoảng cách λ/2π.
Đối với trƣờng xa cả hai điện trƣờng và từ trƣờng đều suy giảm tỷ lệ với 1/r. Trong trƣờng gần, điện trƣờng và từ trƣờng phải đƣợc xem xét một cách riêng biệt, khi tỷ lệ của hai trƣờng không là hằng số. Trong trƣờng xa, chúng kết hợp để tạo thành sóng phẳng có trở kháng 377Ω. Vì vậy, khi sóng phẳng đƣợc đề cập, chúng đƣợc giả định là trong trƣờng xa. Khi từng điện trƣờng và từ trƣờng đƣợc đề cập chúng đƣợc giả định là trong trƣờng gần.