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第9章電磁波輻射-文庫吧在線文庫

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【正文】 krre j k rsj k r ][][ 2223 ???????????? ?? ?? ???第九章電磁波輻射在 S∞面上，而 ds ∝ r2，當(dāng) r → ∞ 時， ,1,12rr ?????0?? jk re輻射條件 0][ 23 ??????????? Sdrrrjkrresj k r ???因此，閉合面積分中只需在小球面 S0上進行。第九章電磁波輻射第九章電磁波輻射電磁輻射原理基本電振子的輻射磁偶極子天線輻射電磁場的對偶性電磁場的互易性第九章電磁波輻射第九章電磁波輻射電磁輻射的問題，實際上是已知某區(qū)域中的時變電流或時變電荷，求空間中的電磁場分布以及電磁波在空間中的傳播問題。之所以這樣選取封閉面，這樣就避開了在 P點不連續(xù)的問題。39。由于這種位場滯后，故上述標(biāo)量電位和矢量磁位被稱為滯后位。這說明，在近區(qū)時，基本電振子相當(dāng)于一個電偶極子。它可以通過該球面上電磁波功率密度的面積分來求得。 |)|(s i n)( zlkIzI m ??解：在半波天線的兩臂上，距離原點 z處對稱取兩單元天線（基本電振子天線） dz1和 dz2，其在遠區(qū)的輻射電場為： 11111 s i n)(60 j k rerdzzIjdE ?? ????22222 s i n)(60 j k rerdzzIjdE ?? ????若 dz1=dz2=dz 遠區(qū)總輻射場 )(s i n)(60212121reredzzIjdEdEdE j k rj k r ?? ???? ??????第九章電磁波輻射在遠區(qū)，由于 rλ ，且 r1 、 r r可以認為是平行的，則有θ1 =θ2=θ，而 r1 、 r2 的差別對總輻射場振幅的影響是微小的，因此可認為 1/ r1 =1/ r2=1/ r 。c os4?? ?? ???由于小環(huán)的半徑極小，則有 k(rr’) 1，于是 )(1)](s i n [)](c o s [ 39。磁偶極子的輻射場如圖所示。電磁場的互易性對天線具有十分重要的意義。這與電路理論中二端口網(wǎng)絡(luò)的互易性是一致的。而左邊面積分應(yīng)在 S∞和源所在的區(qū)域的邊界 S S2上進行。引入磁荷后，我們可以將磁矩視為一個時變的磁偶極子，磁極上磁荷是 +qm和 qm，它們之間的距離是 l。 rrjkrrkjrrke rrjk ????????? ???? ??? ???? 20 39。第九章電磁波輻射球坐標(biāo)系 )(20 39。天線向空間輻射的功率可以認為是消耗在此輻射阻抗上。在此球面上，電場與磁場相互垂直，并同時垂直于波的傳播方向，且三者滿足右手螺旋關(guān)系，功率密度矢量（坡印廷矢量）為： re jkr????? 22 s i n)2( rIlaHES r???? ??? 因此，基本電振子輻射為球面波，波的傳播方向為，電磁波的能量沿方向流動。如圖所示：將基本電振子置于球坐標(biāo)原點，振子軸與 Z軸重合，現(xiàn)用矢量磁位來計算距離原點 r處 P點的電磁場。 ),(4 derrrJA rtj??上述和的表達式通常被稱為電磁輻射公式。39。由于 A和 φ的方程具有相同的形式，所以我們只需求解一個方程即可。 ????? AjE ?? ?AH ?? ??? ?1 假設(shè)電荷和電流按正弦規(guī)律變化，并且電荷源、電流源滿足連續(xù)性方程：洛倫茲條件 ??jJ ???? ? ????? ? ? ?jA?第九章電磁波輻射假定在整個空間中電荷密度 ρ的分布狀態(tài)是已知的，且電荷分布在有限區(qū)域，欲求空間某一點的電位 φP。39。 p?A?第九章電磁波輻射由電磁輻射公式可以看出：空間中 P點 t時刻的位不是取決于 t時刻的源分布，而是取決于的源分布，其時間差正好是時變電磁場以速度從源點傳播到 P點所需的時間。第九章電磁波輻射略去時間因子，并以 k代入上式可得：矢量磁位 A只有 Z方向的分量，在球坐標(biāo)系中，其分量為： ?dJSdzaSIdzaI zz ??? ??zvrtjllvrtjzrtjarI l edzreaIderJA ???? )(022)(0)(0444???? ?????????????????zj k r aIl erA?? ????40?c o szr AA ? ?? s i nzAA ?? 0??A第九章電磁波輻射式中為自由空間波數(shù)； ω＝ 2πf 為高頻電流的角頻率。 r?r?第九章電磁波輻射電場和磁場的振幅關(guān)系和波阻抗這是分析天線性能常用的基本關(guān)系真空中 ?????

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