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第五章电磁波辐射,5.1电磁场的矢势和标势5.2推迟势5.3电偶极辐射辐射场一般公式，远场处的矢势展开电偶极辐射5.4磁偶极与电四极辐射5.5天线辐射5.6*电磁波衍射5.7电磁场的动量麦克斯韦张量,时变电流或加速运动的电荷向空间辐射电磁波,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。,磁场力线,电场力线,电磁波,不同时变电流的空间分布将辐射不同分布的电磁波,细直天线上的电流分布,短天线辐射系统,半波天线辐射电偶极子是理想的天线模型，因为实际工程应用中不存在幅度恒定的电流元。半波天线是实际天线模型。长度为半个波长的线天线。,当天线在馈电点加上时变电信号时，实验表明天线上的电流近似为驻波分布，两端点为电流的节点，中心点电流幅值最大。天线上电流幅度函数近似为：电流是空间位置的函数,馈电点,电流分布曲线,场强度的归一化函数（方向图）是,半波天线辐射场的能量更为集中。,单位时间内辐射的能量（功率）：,天线方向性发射天线的基本功能之一是把从馈线取得的能量向周围空间辐射出去，基本功能之二是把大部分能量朝所需的方向辐射。垂直放置的半波天线具有平放的“面包圈”形的立体方向图。图b与图c给出了它的两个主平面方向图，平面方向图描述天线在某指定平面上的方向性。轴线方向上辐射为零，最大辐射方向在水平面上；在水平面上各个方向上的辐射一样大。,图c水平面方向图,图b垂直面方向图,图a立体方向图,半波长天线辐射的能量分布,1.5倍波长天线辐射的能量分布,天线辐射模型,（Theta=90度）,相控阵天线是获得窄的辐射或接收波束的关键技术，它由多个天线单元（如振子天线）组成。通过对不同单元天线初始相位和幅度的控制，实现多单元天线发射或接收的电磁波在某个方位上干涉叠加得到加强，另一些方位上干涉叠加减弱，从而实现天线的窄波束，并通过单元天线初始相位和幅度的控制，实现波束在空间的扫描。,天线阵,若干个对称振子组阵，能够控制辐射，产生“扁平的面包圈”，把信号进一步集中到在水平面方向上。天线方向性增强4个半波对称振子沿垂线上下排列成一个垂直四元阵时的立体方向图和垂直面方向图。,垂直面方向图,立体方向图,单个半波振子垂直面方向图,两个半波振子垂直面方向图,四个半波振子垂直面方向图,单个半波振子,两个半波振子,四个半波振子,A.采用多个半波振子排成一个垂直放置的直线阵,双基地的移动式超视距雷达,光栅,光强分布图形,如果希望波束的指向为,使,当，,
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