Antennit lähettävät tai vastaanottavat tietoa säteilemällä sähkömagneettista energiaa. Siksi energia ja teho ovat näihin sähkömagneettisiin aaltoihin liittyviä keskeisiä parametreja, ja niistä on tärkeää keskustella. Sähkömagneettinen aalto koostuu sekä sähkökentästä että magneettikentästä.
Aaltoa voidaan kuvata näillä kahdella vektorilla millä tahansa hetkellä. Alla oleva kuva havainnollistaa sähkömagneettisen aallon sähkö- ja magneettikenttäkomponentteja.
Sähkömagneettisessa aallossa sähkökenttä on kohtisuorassa etenemissuuntaan nähden ja magneettikenttä on myös kohtisuorassa etenemissuuntaan nähden, kun taas sähkö- ja magneettikentät ovat kohtisuorassa toisiinsa nähden.
Poynting-vektori
Poyntingin vektori kuvaa sähkömagneettisen aallon energiaa aikayksikköä kohti pinta-alayksikköä millä tahansa hetkellä. John Henry Poynting johti sen ensimmäisen kerran vuonna 1884, ja se on nimetty hänen mukaansa.
Määritelmä: Poyntingin vektori ilmaisee energiansiirtonopeuden pinta-alayksikköä kohti.
Vaihtoehtoisesti: Aallon kuljettama energia aikayksikköä kohti pinta-alayksikköä kohti saadaan Poyntingin vektorilla.
Poyntingin vektoria merkitäänS.
Yksikkö
Poynting-vektorin SI-yksikkö on wattia neliömetriä kohden (W/m²).
Matemaattinen lauseke
Hetkellinen Poyntingin vektori, joka kuvaa sähkömagneettiseen aaltoon liittyvää tehoa, määritellään seuraavasti:
jossaEon sähkökentän voimakkuusvektori jaHon magneettikentän voimakkuusvektori.
Poynting-vektorin johtaminen
Ymmärtääksemme Poyntingin vektoria paremmin, johdetaan sen lauseke askel askeleelta.
Tarkastellaan sähkömagneettista aaltoa, joka kulkee kohtisuorassa etenemissuuntaan (X-akseliin) nähden ortogonaalisen alueen A yli. Äärettömän pienen aikavälin dt aikana aalto kulkee matkan dx:
jossaSon Poyntingin vektori. Yllä oleva yhtälö antaa energian aikayksikköä kohti pinta-alayksikköä millä tahansa hetkellä – tämä on Poyntingin vektorin fysikaalinen merkitys.
Lisätietoja antenneista saat osoitteesta:
Julkaisun aika: 15. toukokuuta 2026
