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第9章電磁波輻射(文件)

2025-08-23 18:59 上一頁面

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【正文】 ???222 EjJH??? ??????22 HjE?? ?????? ，，第九章電磁波輻射靜電場問題的類型場、源間互易關系 21212121 )()( JEEEHHjHE???????? ?????????? ???12212112 )()( JEEEHHjHE???????? ?????????? ???21121221 )( JEJEHEHE???????? ????????? ?dJEJESdHEHE vs )()( 21121221 ????????? ???????? ??電磁場的互易定理當所取體積分為整個空間時，左邊的面積分為零 ?? dJEdJE vv ??????? 1221 ????第九章電磁波輻射無源區域場的互易關系第九章電磁波輻射如果 S S2 是導體的邊界，如天線表面，則因切向電場應為零，則有：無源區域積分時，右邊體積分為零。線性空間中的電磁場也具有互易性。第九章電磁波輻射磁偶極子天線與基本電振子天線是一組互為對偶的天線。 rarr ?? （參見）第九章電磁波輻射 )(2s i n)1(4 )( krtjejkrr kaIaA ???? ?? ??????j k rm ejkrkrrpA ???? )1(4 2 ?????代入磁矩這就是基本磁偶極子天線在遠區輻射的滯后矢量磁位 j k rmj k rmrekrjrkrkpaekrjrkrkpaAH?????????????????? s i n)111(4 c o s)11(21222222????第九章電磁波輻射因僅考慮遠區的輻射問題，故有 rλ和 kr1 ，因此式中只保留含 1/r的項，則基本磁偶極子的輻射磁場只有： j k rm erkpH ???? ??? s i n42j k rm ekrpE ??? ???? s i n420麥克斯韋方程組 rav aHEHES???? )Re (21)Re (21 **?????? 基本磁偶極子天線與基本電振子天線一樣，向空間輻射球面電磁波；與基本電振子天線不同的是電場和磁場在球面上互換了位置，但其坡印廷矢量仍指向的正方向。)( 39。39。 sip m ?? ?磁偶極子天線的磁矩為：磁偶極子天線與磁偶極子不同，在磁偶極子上，電流恒定，而磁偶極子天線上電流 i=Iejωt是變化的電流。相同ErrPPD |),( 0???對于點源天線，在半徑為 r的球面上穿過的總功率為： 220 41202 rEPr ??? ???? ?? ? ?????????20 022s i n4),(ddEED代入 Eθ可得： ? ?? ? ???????????20 022s i n),(),(4),(ddffD第九章電磁波輻射對基本電振子天線， f(θ ,φ )=sin(θ )，則： ??? 2s i ),( ?D在最大輻射方向上： )( )( dBDDD ??? ，或倍第九章電磁波輻射例如圖所示，當 2l=，此對稱天線稱為半波天線，其饋電（天線上的電流分布）方式為：試求半波天線的輻射電場和方向性函數，并畫出半波天線的方向性圖。天線向空間輻射功率，因此，可以將空間視為天線的負載，用一個負載阻抗來描述，這個阻抗稱為輻射阻抗。將一個以基本電振子為球心的球面包圍電振子，則穿出球面的總功率就是基本電振子的總輻射功率。 ???? c os203rIljEr ??????? s i n403rIljE ????? s in4 2rIlH ?第九章電磁波輻射在遠區，即 rλ和 r l、 kr1的區域中，此時在 Hφ和Eθ表達式中可略去 r 2和 r 3的項，由于 Er較 Eθ小一個數量級，故 Er也可忽略不計，于是得到基本電振子的遠區場為： j k rerIljE ?? ????? s i n40j k rerIljH ?? ?????? s i n4000???? ?? HHEE rr 第九章電磁波輻射基本電振子的輻射特性基本電振子向空間輻射一個球面波遠區場只有 Eθ 、 Hφ分量，且二者同相，同時與成正比，表示電場和磁場的振幅與 r成反比，而相位隨 r的增大而連續滯后，在半徑為 r的球面上各點的電場和磁場具有相同的相位，即等相面為球面，也就是電磁波的波陣面為一球面。磁場與恒定的小電流環的磁場強度公式相同。它是一段長度 l λ（ λ為工作波長），線上電流等幅同相，電流振幅值為 I0的線電流單元。也就是說，觀察點的位場的變化滯后于源的變化，滯后的時間正是電磁波傳播距離所需要的時間。)(39。)(39。

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