#02 Işıma deseninin yönsel harita olarak okunması, E/H düzlemleri, yönlülük-kazanç ayrımı ve Poynting güç akısı

Aşağıda defterde yazılan bütün satırlar ve bunlara eşlik eden sesli anlatımın tam metni bulunur.

1. 1. Desen, düzlem, yönlülük ve kazanç zincirini kur

   

   Bu derste temel ışınım resminden, mühendislerin kullandığı daha düzenli anten diline geçiyoruz.

   Işıma deseni, E-düzlemi, H-düzlemi, yönlülük, kazanç ve güç akışının sezgisel anlamına bakacağız.

   Amaç yine önce görsel anlayış kurmak.

   Yani terimleri ezberlenecek etiketler gibi değil, birbirine bağlı fikirler gibi görmek istiyoruz.

   Sesli anlatım metni

   Bu derste temel ışınım resminden, mühendislerin kullandığı daha düzenli anten diline geçiyoruz. Işıma deseni, E düzlemi, H düzlemi, yönlülük, kazanç ve güç akışının sezgisel anlamına bakacağız. Amaç yine önce görsel anlayış kurmak. Yani terimleri ezberlenecek etiketler gibi değil, birbirine bağlı fikirler gibi görmek istiyoruz.

2. 2. Dipol ışıma deseninin güçlü ve zayıf yönlerini oku

   

   Bir ışınım deseni, antenin farklı yönlerde ne kadar güçlü ışınım yaptığını gösterir.

   Bu, uzayda katı bir cisim oluştuğu anlamına gelmez.

   Aslında bu bir yönsel haritadır; göreli alan şiddetini ya da yayılan gücü yönlere göre özetler.

   Bir dipolde en güçlü ışınım telin enine (broadside) yönlerinde görülürken, dipol ekseni boyunca ışınım minimuma yaklaşır.

   Sesli anlatım metni

   Bir ışınım deseni, antenin farklı yönlerde ne kadar güçlü ışınım yaptığını gösterir. Bu, uzayda katı bir cisim oluştuğu anlamına gelmez. Aslında bu bir yönsel haritadır; göreli alan şiddetini ya da yayılan gücü yönlere göre özetler. Bir dipolde en güçlü ışınım telin broadside yönlerinde görülürken, dipol ekseni boyunca ışınım minimuma yaklaşır.

3. 3. E ve H ana düzlem kesitlerini ayır

   

   Tam üç boyutlu deseni kâğıda çizmek zor olduğu için, çoğu zaman önemli iki boyutlu kesitlere bakarız.

   E-düzlemi, elektrik alan vektörünü ve maksimum ışınım yönünü içeren düzlemdir.

   H-düzlemi ise manyetik alan vektörünü ve maksimum ışınım yönünü içeren düzlemdir.

   Bu kesitler, tam üç boyutlu yüzeyi her seferinde çizmeden antenleri karşılaştırmayı kolaylaştırır.

   Sesli anlatım metni

   Tam üç boyutlu deseni kâğıda çizmek zor olduğu için, çoğu zaman önemli iki boyutlu kesitlere bakarız. E düzlemi, elektrik alan vektörünü ve maksimum ışınım yönünü içeren düzlemdir. H düzlemi ise manyetik alan vektörünü ve maksimum ışınım yönünü içeren düzlemdir. Bu kesitler, tam üç boyutlu yüzeyi her seferinde çizmeden antenleri karşılaştırmayı kolaylaştırır.

4. 4. Yönlülüğü desen yoğunlaşması olarak yorumla

   

   Yönlülük, en güçlü ışınım yönündeki yoğunluğun, enerjiyi her yöne eşit yayan ideal bir kaynakla karşılaştırılmasıdır.

   Dolayısıyla yönlülük, ışınımın ne kadar odaklandığını anlatır.

   Ana lob ne kadar dar ve yoğun hale gelirse yönlülük de o kadar artar.

   Bu aşamada hâlâ pratik kayıpları değil, desen yoğunlaşmasını konuşuyoruz.

   Sesli anlatım metni

   Yönlülük, en güçlü ışınım yönündeki yoğunluğun, enerjiyi her yöne eşit yayan ideal bir kaynakla karşılaştırılmasıdır. Dolayısıyla yönlülük, ışınımın ne kadar odaklandığını anlatır. Ana lob ne kadar dar ve yoğun hale gelirse yönlülük de o kadar artar. Bu aşamada hâlâ pratik kayıpları değil, desen yoğunlaşmasını konuşuyoruz.

5. 5. Kazancı yönlülük ve verimle bağla

   

   Kazanç, yönlülüğe çok yakındır ama gerçek anten verimini de işin içine katar.

   Eğer kayıplar, gerçekten uzaya yayılan gücü azaltıyorsa kazanç yönlülükten daha düşük olur.

   Bu yüzden akılda tutulacak kısa cümle şudur: yönlülük desen odağını anlatır, kazanç ise desen odağını artı verimi anlatır.

   Sesli anlatım metni

   Kazanç, yönlülüğe çok yakındır ama gerçek anten verimini de işin içine katar. Eğer kayıplar, gerçekten uzaya yayılan gücü azaltıyorsa kazanç yönlülükten daha düşük olur. Bu yüzden akılda tutulacak kısa cümle şudur: yönlülük desen odağını anlatır, kazanç ise desen odağını artı verimi anlatır.

6. 6. Poynting vektörüyle dışarı güç akışını gör

   

   Bu desen fikrini alanlara geri bağlamak için şunu hatırlayın: elektrik ve manyetik alan birlikte elektromanyetik gücü uzayda taşır.

   Poynting vektörü, bu güç akışının yönünü verir.

   Yani bir desen çizdiğimizde aslında her yönde gücün dışarıya ne kadar güçlü taşındığını özetlemiş oluruz.

   Alan resmiyle ışınım deseni resminin aynı hikâyeye ait olmasının sebebi budur.

   Sesli anlatım metni

   Bu desen fikrini alanlara geri bağlamak için şunu hatırlayın: elektrik ve manyetik alan birlikte elektromanyetik gücü uzayda taşır. Poynting vektörü, bu güç akışının yönünü verir. Yani bir desen çizdiğimizde aslında her yönde gücün dışarıya ne kadar güçlü taşındığını özetlemiş oluruz. Alan resmiyle ışınım deseni resminin aynı hikâyeye ait olmasının sebebi budur.

7. 7. Dört temel bağlantıyı özetle

   

   Bu dersten dört bağlantı kalsın.

   Işıma deseni yönsel haritadır.

   E-düzlemi ve H-düzlemi aynı üç boyutlu desenin kullanışlı iki boyutlu kesitleridir.

   Yönlülük yoğunlaşmayı ölçer.

   Kazanç ise yoğunlaşmayı verimle birlikte ölçer.

   Sesli anlatım metni

   Bu dersten dört bağlantı kalsın. Işıma deseni yönsel haritadır. E düzlemi ve H düzlemi aynı üç boyutlu desenin kullanışlı iki boyutlu kesitleridir. Yönlülük yoğunlaşmayı ölçer. Kazanç ise yoğunlaşmayı verimle birlikte ölçer.

Kaynak video: Anten Teorisi #02 Işıma Desenleri, Yönlülük ve Kazanç (2:37)