天线6.1_电偶极子.pdf

《天线6.1_电偶极子.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2013.3.20主要内容辐射场与计算短电偶极子的辐射特性细直天线-半波振子天线辐射场与计算Jr,t电磁波时变电流或加速运动的磁电荷向空间辐射电磁波场力线电场力线不同时变电流的空间分布将辐射不同分布的电磁波为获得各种不同应用要求的电磁波，需要设计不同时变电流的空间分布。这种用于产生或接受特殊要求的电磁波的装置称为——天线。辐射场及其计算公式1谐变电磁场的计算公式在已知时变电流或电荷分布的前提下，源所激发的电磁场可通过势函数进行计算，其公式如下：Er,tr,tAr,ttBr,tAr,tr,

2、t为电标势Ar,t为磁矢势ErrjAr对时谐电磁场BrAr引用Lorentz规范r,tAr,t000AtjArjr00000BrArAErjA2k对于空间区域V上的谐变电流分布，其势函数rr'Jr',tdVraAr,t04πrr'Vrr'Jr'expjtdV0ar'

3、4πrr'VjtAreJr、rJr'0Arexpjkrr'dV4πrr'V采用球坐标系，源区外部电磁场的计算公式为：eˆreˆrsineˆr11HrAr2rsinr00ArArsinAr1ErHrj0空间激发的电磁场由两部分组成：其一是电荷和电流源直接激发的电磁场，与空间电荷和电流分布相联系。其二是变化的电场与磁场之间相互激发而产生的电磁场，与场对时间变化率相联系。总电＝源直接激发＋电磁场相互激磁场的电磁场发

4、产生电磁场具有静态电磁场特点；不具有静态电磁场特点，场量与r2成反比?场量只与r成反比？1SrdσReErHrdσ22Srdσ0,dσrrˆdReErHr1EH12rr在实际中，源在激发电磁场过程中，场与激励源发生相互作用，影响源的重新分布。因此，严格意义上已知源的分布，必须将激励源与场所满足的波动方程和边界条件联合求解才能获得源和场的分布。而假定源的分布已知，实际上是忽略场与源发生作用引起源的重新分布带来的偏差。这种忽略只能是场对源分布的影响

5、较小时才能意义。电荷电磁场电流的分布2电磁场的三个区域及其特点三个尺度概念：源区的尺度：rr'电磁波的波长：r场点至原点的距离rr'r1rr'Jr'1Ar0expjkrr'dV4πrr'Vrr'1振幅项相位项①源区附近krr'2rr'1jkrr'j0ee1Jr'Jr'00Arexpjkrr'dVdV4πrr'4πrr'VV在源区附近，磁矢势蜕变为静态电磁场的磁矢势。因此源激发的电磁场可以采取静态电磁场方法进行

6、计算。这也意味着在源区附近，源直接产生的静态电磁场远大于电磁场相互激发所产生的电磁场。场量与r2成反比。②感应区或谐振区场点与源区的距离约为波长的数量级对应的区域。在这个范围中rr'1源直接产生的场与变化电磁场相互激发所产生的电磁场同时并存，量级上相当。既有变化的电磁场相互激发形成的电磁波，将源的能量以电磁波形式辐射出去。同时也存在不向外辐射的静态场，将源提供能量的一部分存储在空间中，这一区域称为感应区。③远场区rr'rr，1111，rrr场点远离源区，源直接激发的静态场远小于电磁场相互激发而形成的电磁场。电磁场以波动形式

7、存在并将源的能量辐射出去，场量与r成反比。称为远场区，或者称为辐射区域。电偶极子的辐射电偶极子天线能向空间辐射和接收电磁波的装1电偶极子天线结构置称为天线，天aLL线是无线电系统工作的必要部件导体L电偶极子天线是Jr应用最广泛、结构最简单、制造发射机最容易的天线。接地澳大利亚Jindalee雷达的收发天线系统作为一种近似的处理，导线元上的电流只有z分量，其分布函数为：LLeˆIexpjt,zz02Jr,tL0,z2在电偶极子的两端，积累大小相等符号相反的电荷，由电荷与电流的关系得到：ddjtjt

8、I0ItQtQeIeQj000dtdtddeˆItLeˆQ