Γενικά για Ηλεκτρομαγνητικά Πεδία

Ένα ραδιοκύμα καλείται ηλεκτρομαγνητικό κύμα επειδή αποτελείται από ένα συνδυασμό ηλεκτρικού και μαγνητικού πεδίου. Τα ηλεκτρικά πεδία δημιουργούνται λόγω διαφοράς δυναμικού (τάσης) μεταξύ δύο ή παραπάνω σημείων. Όταν δύο αντικείμενα είναι φορτισμένα, δημιουργείται μια δύναμη μεταξύ τους που απωθεί όμοια φορτισμένα και έλκει αντίθετα φορτισμένα αντικείμενα. Οποιαδήποτε συσκευή είναι συνδεδεμένη στο ηλεκτρικό δίκτυο, ακόμα και όταν η συσκευή δεν βρίσκεται σε λειτουργία, δημιουργεί το δικό της ηλεκτρικό πεδίο που είναι ανάλογο της τάσης της πηγής στην οποία είναι ενωμένη η συσκευή. Η ισχύς αυτού του ηλεκτρικού πεδίου είναι μέγιστη πολύ κοντά στη συσκευή και μειώνεται όσο αυξάνεται η απόσταση από τη συσκευή. Όσο πιο μεγάλη είναι η διαφορά τάσης, τόσο πιο δυνατό είναι το ηλεκτρικό πεδίο που προκύπτει. Η μονάδα μέτρησης των ηλεκτρικών πεδίων είναι βολτ ανά μέτρο (V/m).

Ταυτόχρονα αυτή η ηλεκτρική τάση προκαλεί ροή ηλεκτρικού ρεύματος, οπότε και δημιουργούνται τα μαγνητικά πεδία. Οποιαδήποτε συσκευή είναι ενωμένη στο ηλεκτρικό δίκτυο και λειτουργεί, δημιουργεί ένα μαγνητικό πεδίο, η δύναμη του οποίου είναι ανάλογη του ρεύματος που ρέει από την πηγή προς τη συσκευή. Όσο πιο ψηλή είναι η ένταση του ρεύματος τόσο πιο δυνατό είναι το μαγνητικό πεδίο. Όπως και τα ηλεκτρικά πεδία, η ισχύς των μαγνητικών πεδίων είναι μέγιστη πολύ κοντά στη συσκευή και μειώνεται καθώς αυξάνεται η απόσταση από τη συσκευή. Όταν διακοπεί το ηλεκτρικό ρεύμα, το μαγνητικό πεδίο μηδενίζεται. Η μονάδα μέτρησης των μαγνητικών πεδίων είναι αμπέρ ανά μέτρο (Α/m).

Αυτά τα πεδία, ηλεκτρικό και μαγνητικό εκπέμπονται από την κεραία και διαδίδονται μέσω του κενού χώρου σε πολύ μακρινές αποστάσεις.

Το πιο κάτω σχήμα απεικονίζει το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο. Σημειώνεται ότι το πλάτος και η φορά του μαγνητικού και του ηλεκτρικού πεδίου μεταβάλλονται ημιτονοειδώς ανάλογα με τη συχνότητα του σήματος που εκπέμπεται καθώς και ότι το ηλεκτρικό και το μαγνητικό πεδίο είναι κάθετα μεταξύ τους και ταυτόχρονα κάθετα στην κατεύθυνση διάδοσης του κύματος.

 

Κατακόρυφη πόλωση

Οι ακτινοβολίες διαχωρίζονται σε δύο μεγάλες κατηγορίες: τις ιοντίζουσες και τις μη- ιοντίζουσες ακτινοβολίες.

• Ιοντίζουσες ακτινοβολίες είναι οι ακτινοβολίες που έχουν ενέργεια η οποία μπορεί να εισχωρήσει στην ύλη και να προκαλέσει ιοντισμό των ατόμων της. Τέτοια ακτινοβολία μπορεί να προκαλέσει βιολογικές βλάβες σε οργανισμούς.


• Μη ιοντίζουσες ακτινοβολίες είναι αυτές που μεταφέρουν σχετικά μικρή ενέργεια, που δεν μπορεί να προκαλέσει ιοντισμό. Δεν προκαλεί ηλεκτρικές, χημικές και θερμικές επιδράσεις στα κύτταρα. Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία ανήκει στην κατηγορία των μη ιοντίζουσων ακτινοβολιών

Μεγέθη που περιγράφουν την ένταση της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας

Υπάρχουν τρία φυσικά μεγέθη που περιγράφουν την ένταση της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας:

• Η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου (E), που μετράται σε V/m
• Η ένταση του μαγνητικού πεδίου (H), που μετράται σε A/m
• H πυκνότητα ισχύος (S) που μετράται σε W/m²

Σε συνθήκες επίπεδου κύματος, δηλαδή όταν η απόσταση από την κεραία σε σχέση με τις φυσικές διαστάσεις της κεραίας είναι αρκετά μεγάλη (μακρινό πεδίο), τα τρία αυτά μεγέθη είναι μεταξύ τους συνδεδεμένα μέσω απλών μαθηματικών σχέσεων και η γνώση του ενός μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εκτίμηση των άλλων δύο.

 

E=HZ₀, όπου Z₀=377Ω

Πολύ κοντά στην κεραία σε σχέση με τις φυσικές της διαστάσεις (εγγύτερο πεδίο) η ένταση του ηλεκτρικού και του μαγνητικού πεδίου δεν συνδέονται μεταξύ τους με σταθερή μαθηματική σχέση. Ο πιο κάτω πίνακας που ακολουθεί είναι σχετικός:

όπου
R: η απόσταση του σημείου από τον κεντρικό άξονα της κεραίας (m),
D: η μεγαλύτερη φυσική διάσταση της κεραίας (m),
λ: το μήκος κύματος (m),