第9章電磁波輻射(更新版)

　　

【正文】 (39。 ?? ???????? ? ????????? dSds ) () ( 22????re jk r??? 二階連續 ??dreredSrerej k rj k rj k rj k rs ??????????????????])()([])()([ 22re jk r???第九章 電磁波輻射 這時，在 S0與 S∞間的體積就是上式右邊體積分的區域。 天線是電磁輻射的基本裝置，因此，電磁輻射的問題又是已知天線上的電流分布，求解空間中的電磁場分布以及其電磁波在空間傳播的問題。由于 指向被包圍體積的外法線方向，即由球表面指向球心，而 是由球心指向球表面，因此 ，故閉合面積分為： Sd?r?r d SSdr ??? ??]11[0 0000020? ?? ???????? ? s ssj k r dSrrdSrjkdSreΦ的平均值為： ? ??? 02041sdSr?第九章 電磁波輻射 閉合面積分變為： 當 r0 → 0時上式第二、三項趨于零 ， 上式的值趨于 ，于是式（ ）變為 ? ??????? 02041 sdSrrr ?令?????????????? ?rrrrrjkrre j k r0200202020 4440 ???pPj k re ????? 10 ， p?? ?4? ??????????? dkrej k rp )(422上式右邊的體積分又可寫成 ： ?? ?????????????? dredkrej k rj k r)()( 22第九章 電磁波輻射 矢量磁位的解也具有相同的形式 ? ?????????? drej k rp )(4 故有：???????? 39。 ),(41 derzyx rtjp? ?? ? ?? ??? 39。 )( vrt? vrt ????1?v)( vrt???1?vvrt ??第九章 電磁波輻射 基本電振子的輻射 基本電振子的輻射場 基本電振子又稱電偶極子天線 ，是一種基本的輻射單元。這一區域的場稱為 感應場 。長度不變，頻率愈高或波長愈短，輻射功率愈大，但必須滿足原來假設的 l λ這一條件。 j k rmlj k rmeklklrIjdzkzzlerdzIjE??????? ?]s i nc o s)c o sc o s ([60 )c o sc o s (||s i n (s i n1200???????對于半波天線， 2l=，則 ，故： 0)42c os (c os ??? ???klj k rm erIjE ?? ]s i n)c o s2c o s ([60?????????s i n)c o s2c o s (),( ?f方向性函數為： 第九章 電磁波輻射 磁偶極子天線輻射 仿照磁偶極子的矢量磁位的計算方法，將磁偶極子天線的電流密度代入電磁輻射公式，再對整個環進行積分可得： 周長遠小于波長，時變電流的振幅和相位處處相同的小電流環稱為 磁偶極子天線 ，又稱為 振蕩磁偶極子 和 基本磁振子 。39。 無源區域 電磁對稱 tDH????? ??tBE?????? ??0??? B?0??? D?有源區域 引入磁荷磁流 電磁亦對稱 tDJH?????? ???tBJEm ??????? ???mB ????????? D?若將電場和磁場看成是由電源與磁源激勵的電場和磁場的迭加，即： ，則： me EEE??? ?? me HHH ??? ??第九章 電磁波輻射 tEJH ee ?????? ??? ?tHE ee ?????? ?? ?0)( ??? eH???? ??? )( eE?tHJE mmm ??????? ??? ?tEH mm ????? ?? ?0)( ??? mE??mmH ?? ??? )(?對偶方程 如果在某一區域中關于電源的邊值問題的解已求得，則在同一區域中，關于其對偶的磁源的邊值問題的解，可直接通過以上的對偶關系得到。 第九章 電磁波輻射 可得 電磁場的互易定理 假定 是區域 V1中的電流源 的輻射場， 是區域 V2中的電流源 的輻射場，并設空間中的介質是線性、各向同