หลักการของเสาอากาศ

เสาอากาศแปลงคลื่นนำทางที่แพร่กระจายบนสายส่งเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่แพร่กระจายในพื้นที่ว่าง หรือทำการแปลงตรงกันข้าม คลื่นนำทางคือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่พลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าทั้งหมดหรือส่วนใหญ่ถูกจำกัดให้แพร่กระจายไปในทิศทางที่กำหนดภายในหน้าตัดที่มีขอบเขตจำกัด

เราใช้การเดินทางด้วยรถไฟเป็นการเปรียบเทียบ โดยที่ผู้โดยสารเป็นเหมือนคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า และสายส่งก็เหมือนกับรถไฟ

หลังจากที่ผู้โดยสารขึ้นรถไฟแล้ว ผู้โดยสารสามารถเคลื่อนที่ได้เฉพาะภายในรถไฟเท่านั้น ผู้โดยสารเคลื่อนที่ไปในทิศทางของรถไฟ ซึ่งเป็นเหมือนคลื่นนำทางที่ถูกจำกัดไว้ในส่วนตัดขวางอันจำกัดและส่งไปในทิศทางที่แน่นอน

หลังจากออกจากสถานี ผู้โดยสารสามารถเคลื่อนไหวได้อย่างอิสระซึ่งเหมือนกับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่แพร่กระจายไปในอวกาศ ประตูรถไฟที่นี่มีลักษณะคล้ายเสาอากาศ

ประตูรถไฟสามารถใช้ได้ทั้งการขึ้นผู้โดยสารและการลงจากผู้โดยสาร

ในทำนองเดียวกัน เสาอากาศสามารถใช้เพื่อแปลงคลื่นนำทางให้เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในอวกาศว่าง เช่นเดียวกับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในอวกาศให้เป็นคลื่นนำทาง ซึ่งเป็นหลักการตอบแทนซึ่งกันและกันของเสาอากาศ

เสาอากาศแปลงคลื่นนำทางเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในพื้นที่ว่างได้อย่างไร

ในปี พ.ศ. 2437 นักวิทยาศาสตร์โปปอฟค้นพบในการทดลองว่าระยะทางที่เครื่องรับตรวจพบคลื่นวิทยุเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับปกติ หลังจากการสำรวจโปปอฟพบว่ามีสายไฟชนกับเครื่องตรวจจับเศษโลหะ เป็นเส้นลวดนี้ที่เพิ่มระยะการทดลองอย่างมาก สายนี้ถือเป็นเสาอากาศแรกของโลก

ในการทดลองโปปอฟ สายไฟบังเอิญพบกับเครื่องตรวจจับเศษโลหะ ทำให้รูปร่างของสายส่งเปลี่ยนไปอย่างมองไม่เห็น

ตามแนวทางการทดลองของโปปอฟ นักวิทยาศาสตร์ได้พบว่าเมื่อมุมของสายส่งเพิ่มขึ้น คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่แผ่ออกมาก็จะแข็งแกร่งขึ้น ต่อมาได้เสนอทฤษฎีเสาอากาศไดโพลแบบสมมาตร และพัฒนาเสาอากาศต่างๆ