Kiến thức cơ bản về ăng-ten: Ăng-ten bức xạ như thế nào?

Chúng ta đã chấp nhận rằng các đường sức điện trường bắt đầu bằng điện tích dương và kết thúc bằng điện tích âm. Tất nhiên, chúng cũng có thể bắt đầu bằng điện tích dương và kết thúc ở vô cực; hoặc bắt đầu ở vô cực và kết thúc bằng điện tích âm; hoặc tạo thành các vòng kín không bắt đầu cũng không kết thúc bằng bất kỳ điện tích nào. Các đường sức từ luôn tạo thành các vòng kín xung quanh các dây dẫn mang dòng điện vì trong vật lý không có điện tích từ. Trong một số công thức toán học, các điện tích từ tương đương và dòng điện từ được đưa ra để thể hiện tính lưỡng nguyên giữa các nghiệm liên quan đến nguồn điện và nguồn từ.

Các đường sức điện trường vẽ giữa hai dây dẫn giúp thể hiện sự phân bố điện tích. Nếu giả sử nguồn điện áp là hình sin, ta kỳ vọng điện trường giữa các dây dẫn cũng là hình sin với chu kỳ bằng chu kỳ của nguồn. Độ lớn tương đối của cường độ điện trường được biểu thị bằng mật độ các đường sức điện trường, và các mũi tên chỉ hướng tương đối (dương hoặc âm). Sự tạo ra điện trường và từ trường biến thiên theo thời gian giữa các dây dẫn tạo thành một sóng điện từ lan truyền dọc theo đường truyền, như thể hiện trong Hình 3(a). Sóng điện từ đi vào anten cùng với điện tích và dòng điện tương ứng. Nếu ta loại bỏ một phần cấu trúc anten, như thể hiện trong Hình 3(b), một sóng không gian tự do có thể được hình thành bằng cách "nối" các đầu hở của các đường sức điện trường (được thể hiện bằng các đường chấm). Sóng không gian tự do cũng có tính tuần hoàn, nhưng điểm pha không đổi P0 di chuyển ra ngoài với tốc độ ánh sáng và đi được một khoảng cách λ/2 (đến P1) trong nửa chu kỳ thời gian. Gần ăng-ten, điểm pha không đổi P0 di chuyển nhanh hơn tốc độ ánh sáng và tiến gần đến tốc độ ánh sáng tại các điểm cách xa ăng-ten. Hình 4 thể hiện sự phân bố điện trường trong không gian tự do của ăng-ten λ/2 tại các thời điểm t = 0, t/8, t/4 và 3T/8.