Una linea di trasmissione non si irradia quando la distanza tra i due fili è molto piccola rispetto alla lunghezza d'onda, ma la linea di trasmissione inizia a irradiarsi quando la distanza tra le linee diventa paragonabile alla lunghezza d'onda del segnale. Perché succede?
Le linee di trasmissione a due conduttori non si irradiano perché i campi opposti da ciascun conduttore si annullano, ma quando la spaziatura è lontana ciò non accade.
Per prima cosa, consideriamo il campo magnetico attorno a un infinito , conduttore diritto con corrente uniforme dappertutto. In questa immagine, il conduttore è appena al centro e la corrente esce direttamente dalla pagina.
Ora aggiungiamo accanto ad esso un altro conduttore, con la corrente va dall'altra parte:
Aggiungi questi campi insieme e ottieni:
Per distanze molto lontane rispetto alla spaziatura dei conduttori, i campi sono uguali ma opposti, quindi sommati si annullano. La radiazione è, per definizione, un campo che si estende all'infinito. Se non ci sono campi lontani, non può essere irradiato.
Tuttavia, abbiamo ipotizzato una corrente uniforme . Quando la distanza tra i conduttori è piccola, questo è un presupposto per lo più vero. Sebbene la corrente non sia esattamente uniforme, dobbiamo percorrere molti multipli della spaziatura dei conduttori prima che si verifichi un cambiamento apprezzabile di fase.
Tuttavia, quando la spaziatura dei conduttori è grande, questo non è più vero. Ricorda, la corrente inverte la direzione periodicamente e se guardiamo il campo da un solo conduttore significa che il campo si alterna tra vortice in senso orario e antiorario. Le modifiche a questo campo si propagano solo alla velocità della luce, quindi se ingrandiamo il grafico in modo che abbia una lunghezza d'onda larga o superiore, vedremmo quei cambiamenti propagarsi come onde.
Nell'immagine sopra, la lunghezza d'onda sembra essere di circa quattro unità. Ora se aggiungiamo quel secondo conduttore, a due unità di distanza, otteniamo questo:
Nota come i campi non si annullino. Non si annullano perché sulla scala della spaziatura dei conduttori (che non è piccola rispetto alla lunghezza d'onda) possono esserci cambiamenti significativi di fase. Pertanto, ci sono regioni di interferenza costruttiva in cui i campi non si annullano. Queste regioni si estendono all'infinito e quindi la linea di alimentazione si irradia.
Le immagini sono state generate con un grafico di campo vettoriale Javascript di Kevin Mehall