حيث تفارق الموجة السلك
كل ما جرى حتى الآن جرى داخل موصل. وفي لحظةٍ ما على الإشارة أن ترحل، وأن تقطع فضاءً مفتوحاً، وأن تُلتقَط من جديد. والعنصر الذي ينجز الأمرين هو الهوائي.
لا يُشعّ إلا التعجيل
الشحنة الساكنة لها مجال ساكن. والتيّار الثابت له مجال ساكن هو أيضاً — فالدارة المستمرة لا تُشعّ شيئاً. غيّر سرعة شحنةٍ فتتقشّر ثنيةٌ في المجال وترحل بسرعة c ولا تعود أبداً.
محوّل طاقة، كمكبّر الصوت
مكبّر الصوت يحوّل إشارةً إلى موجة ضغط. والهوائي يحوّل موجةً موجَّهة — مقيّدةً بكابل محوري أو بمسارٍ على لوحة — إلى موجةٍ غير موجَّهة لا تحتاج موصلاً. المعلومة نفسها، في صورةٍ أخرى.
نصف طول موجة
السلك الأقصر بكثير تنهار فيه مقاومة الإشعاع، فلا تفعل القدرة إلا تسخين المعدن. والطول الطبيعي هو λ/2 — وc = fλ يحوّل تردّداً إلى سنتيمترات من العتاد مباشرةً.
المجال القريب، المجال البعيد
داخل نصف القطر الأول تتقاذف الطاقة دون أن تفلت. وبين الاثنين تكون الموجة راحلةً لكن النمط ما زال يتشكّل. ولا يملك الهوائي الكسب الذي يُباع به إلا وراء الثاني.
الحجم والمسافة
اجتَح من 30 ميغاهرتز إلى 30 غيغاهرتز وراقب λ وثنائي القطب ومناطق المجال الثلاث تتبدّل. ونصف قطر المجال البعيد يحترم أرضية r > 3λ حين يكون D صغيراً.
طبق بقطر متر عند 10 غيغاهرتز
- λ = 3×10⁸/10¹⁰ = 3 سم
- التفاعلي: 0.62√(1/0.03) = 3.6 م
- المجال البعيد: 2×1²/0.03 = 66.7 م
سبعةٌ وستون متراً من المدى لقياس طبقٍ واحد — ولهذا وُجدت ماسحات المجال القريب.
التقابل
أي هوائيٍّ خطّي سلبي يسلك سلوكاً واحداً إرسالاً واستقبالاً: النمط نفسه، والكسب نفسه، والممانعة نفسها. والهوائي الأقوى بـ20 ديسيبل نحو الأفق هو الأكثر حساسيةً نحو الأفق بـ20 ديسيبل.
الفتحة الفعّالة
الهوائي متساوي التوزيع يجمع 0.72 م² عند 100 ميغاهرتز، ولا يجمع إلا 0.72 سم² عند 10 غيغاهرتز — أقلّ بـ10,000 مرّة. وتلك الـλ² هي سبب حاجة النطاقات المنخفضة إلى هوائيات كبيرة والعالية إلى كسب.
ما تعلّمته
- الشحنة المتعجّلة تُشعّ؛ أمّا التيّار الثابت فلا
- الهوائي محوّل طاقة سلبي، حجمه على مقياس λ/2
- تفاعلي، ثم فرينل، ثم مجال بعيد وراء 2D²/λ
- التقابل: متطابق في الإرسال وفي الاستقبال
- Ae = (λ²/4π)G — الكسب هو المساحة الجامعة