动态电磁场-2概要.ppt

第五章动态电磁场:电磁辐射和电磁波、5.1电磁辐射、电omaagneticradiation、随时间变化的场源或生成电磁场在空间中以波的形式传播，这种现象称为场源的电磁辐射。有效发射(或接收)电磁波的设备称为天线。天线应用：无线通信、雷达、微波遥感(军事、水文、农业、海洋、气象、森林等)、生物医学等。辐射的主要参数：辐射场强、方向和辐射功率。陕西省无线电中波天线、微波发射、接收天线、陕西省电视塔、上海电视塔、微波天线、微波天线、雷达、安装在海上的卫星遥感浮标、遥感卫星接收解调技术、微波通信、微波通信、雷达、遥感卫星图像的应用、雷达、遥感卫星图像的应用。电磁辐射过程，电偶极子因谐波振动而向外产生电磁波。电偶极子天线，在不同时间的电偶极子e线场分布，空间中的e线和h线分布，动态描述单位偶极天线辐射形成过程，t=0时单位偶极天线e线和h线分布，3。电偶极子的电磁场，设定：l，即l的每个点i(t)具有相同的值，即在相应的元天线上没有烟雾作用；l1或r，全部在r方向传播的电磁波“t-kr”；换句话说，必须考虑场的延期效果。电磁波的同相面(相位相同的每个点的空间轨迹，即波源通过“同时”传播到达的每个点的轨迹)是球面，因此是球面；波阻抗，特性阻抗，能量分布和传播，发射功率Pe，示例5.1元天线的发射功率，解决方案，本示例的计算结果：除DC()外，所有交流激励源向外发射能量，但是如果f=50Hz，则发射能量非常小，有点小；辐射能量，f () l可以缩短寻呼机、短波发射、接收；F () l长中波天线，军舰天线(导航)；辐射电阻、辐射功率、5.1.3地图、辐射场场强偏转变化的函数f(，)称为天线的方向度系数。图案：根据f(，)绘制的图表；用于描述天线辐射场强的空间分布特性。电偶极子天线、方向图、立体图、各天线的方向图(方向图)也不同；如果不再满足l条件，则应考虑沿天线延迟的效果，此时天线的辐射场强特性也发生了变化。接收、发送天线必须具有相对于天线方向的相同方向图。5.1.4线天线和天线阵列、linearalenandantennaarray、1 .线天线，由具有一定长度且导体半径远小于该长度的线性导体组成的天线。直线对称振荡器是线天线，意思是线的截面大小比波长小得多，其长度与波长在同一个量上，通过它的电流不再共享同一个振幅。端子开路传输线以对称振荡器打开，4个长度线天线模式，2 .天线阵列，a阵列元素数b阵列元素间隔c每个阵列元素提供电流的大小和相位，天线阵列由许多指向相同方向的类似天线组成，几乎不发射能量。天线阵列设计的主要参数如下：微波中继通信，同步卫星全球通信，通信卫星，空间太阳能发电站和电力传输，(1)将太阳电池帆板放在静止轨道上，产生500万千瓦的能量；(2)通过“变电站”微波生成器将直流功率更改为微波功率；(3)通过天线阵列进行地面定向辐射；(4)地面接收站将微波转换为电能。(5)提供给用户。，5.2在理想介质中，均匀平面电磁波，前提条件：(1)无限自由空间，(2)均匀平面电磁波，波源的远场区域和分析区域由有限范围(d0)，a .等相位面由球面波波波；b . sin K const。因此，在同相面上，场值(t=C时)可以看作是均匀波，均匀平面电磁波的示意图，实际上更复杂的电磁波是许多均匀平面电磁波的叠加，5.2.1波动方程及其解法，如果是时间谐波电磁场的复数形式，则可以看作5.2.2均匀平面电磁波的物理意义，波的特性：水平电磁波的特性。(3)“波的极化”电场强度端的时间变化轨迹(在同相面上)的特征，是线极化波。波传播特性：(1)波速度，即相位速度，(2)波阻抗，(3)波数单位长度的相位变化或2米内包含的波长数，(4)波长，(5)周期，能量分布和传播，电，解，(1)波定义在z方向、(2)、(3)、(5.2.3波向量，在任意方向传播的均匀平面电磁波的波向量：k波的数目；均匀平面电磁波传播方向的单位矢量。解，(1)，(2)，(3)，5.3损耗介质的均匀平面电磁波，5.3.1波动方程及其解法，k 3354损耗介质的传播系数为1倍。衰减波动方程(电报方程)，设定：损耗介质的均匀平面波，波的特征：(1)同点：在无限空间中与理想介质相比较的均匀平面波，相似点和差异，与同相面(z=c)的相同形式匹配特性；线极化波。(2)差异：时间上的其他相(滞后角度)；入射波振幅漂移根据指数规律减少(减少波)，k称为衰减系数，k 1600()不再是频率的线性函数。损耗介质也称为分布式介质。5.3.2低损耗介质(tantan 1)，5.4均匀平面电磁波的反射和传输，电磁波的反射和传输，平行极化场强矢量平行于入射表面。平行极化的斜入射，垂直极化场强矢量垂直于入射表面。垂直极化的斜入射，5.4.1反射定律和透射定律，反射定律，透射定律，(介质的折射率)，5.4.2以上介质中平行极化的斜入射，z=0平面(即介质分界面)中5.4.3以上介质中垂直极化的斜入射，z，解，(1)入射波的波矢量是属于垂直极化入射问题的均匀平面电磁波与理想导体平面成一定角度入射。可以看出，反射波的波矢量(2)对于垂直极化，反射系数r=-1，(3)基于结果空气中合成场强和磁场强度的方程，表明合成波的场强和磁场强度在x方向均属于正向行波，并且在z方向显示驻波分布。电场强度只有垂直于传播方向(即x方向)的分量，没有传播方向的分量。而磁场强度既有传播方向(即x方向)，又有传播方向的分量，所以空气中的合成波是TE波。5.4.4以上介质中的全反射和完全折射、全反射、12、电磁波从光密度介质入射到光稀疏介质，分为三种情况：(1)、R/和R不等于1的失误、未发生全反射。(2)、|R/|和| r |等于1，发生反射。c 全反射临界角，在介质2中，电磁波沿着接口切向传播，没有垂直分量。(3)，R/和R为复数，模式值为1，具有相位移动。在介质2中，电磁波沿垂直方向具有衰减场的接口切向传播。，在两个理想的介质交叉接口的情况下，完全反射仅出现在芊1芊c中，电磁波从光密度介质传播到光稀疏介质时发生。5.4.4垂直入射电磁波的反射和透射、反射系数、透射系数T=R 1、波垂直于理想介质理想导体(2)平面入射时的全反射现象。此时理想介质的合成电场是驻波形式。合成磁场也是驻波，相互交错(空间上)，相位差90(时间上)。理想导体，0。均匀平面电磁波垂直入射两个理想介质平面，介质1的驻波；介质2行波；bobby SWR:完全反射swrr=-1，t=0与SWR=1R=0，T=1，5.5均匀平面