电磁波的辐射(1).ppt

1、1.什么是辐射？辐射：时变电磁场从波源传播到空间。辐射源被称为天线。2.辐射产生的必要条件(1)时变源的存在。(2)源电路开路。(1)源电路的尺寸比辐射波的波长更明显。(2)源电路越开放，辐射越强。1.辐射的基本概念；2.时变场中动态矢量和标量势满足的方程：1.静态场中的矢量和标量势的方程是，它们的解是：麦克斯韦方程：洛伦兹规范：，从和的表达式可以看出，场点R处的和变化的相位在它的源之后，并且这个相位用时间来表示，其中，它是波源或变化被传输到观察点所需的时间。距离波源r的距离是在时间t，并且由先前时间的电流和电荷密度决定。因此，总和被称为滞后位。3.电偶极子的辐射。什么是电偶极子？高频电流的直

2、导线。当导线的长度远小于波长时，导线被称为电偶极子。当：时，可以近似地认为导体上每个点的电流在振幅和相位上是相等的。2。电偶极的辐射场，(1)电偶极的磁滞势，在球坐标系中，磁场为：自：(2)电偶极的电磁场为3360自：(3)近此时，电磁场可以近似为：可以看出电场和磁场的相位是异相的，所以电场和磁场之间交换能量，平均波因廷矢量为零。这个区域的磁场叫做感应磁场。如果将、代入，得到：这个结果类似于电偶极的静电场分量。感应场，(4)远场、电场和磁场成反比；电场和磁场具有相同的相位；电场和磁场在空间上相互垂直，它们的比值等于介质的固有阻抗；平均坡印亭矢量为：上述公式表明有能量向外辐射，这表明具有时间谐波

3、振荡的电流元件可以辐射电磁波。远场也叫辐射场。在远离电偶极子的区域，当，时，电磁场可以是大约：可见：辐射场，电偶极子的方向图，3。方向函数和方向图，(1)方向函数：场随方向变化的函数称为天线的方向函数。归一化方向性函数定义为：显然，电偶极子的方向性函数是：(2)方向图：根据方向性函数绘制的图形称为方向图。将在极坐标中绘制。平面模式和平面模式。如果天线被一个大的球面所包围，天线辐射的所有能量都必须通过这个球面。4，辐射功率，天线的总辐射功率为：其中：所以：因此假设：已知：5，辐射电阻，天线的辐射功率被视为等效电阻上电流I的损耗功率，那么等效电阻称为辐射电阻。可以看出，辐射电阻表示天线的辐射能力，

4、辐射电阻越大，天线的辐射功率越强。当点源天线的辐射场强度与实际天线在最大辐射方向上的辐射场强度相同时，点源天线的辐射功率与实际天线的辐射功率之比即为方向性系数。由此，我们可以得出：6。方向系数，点源天线辐射表示为：而：点源天线总辐射功率，实际天线总辐射功率，其中：点源天线，实际天线，7。半功率波瓣宽度，当辐射功率等于最大辐射功率的一半时，两个方向之间的角度。方向性系数也可以表示为在相同辐射功率下，实际天线产生的最大辐射场强度与点源天线辐射场强度的比值。对于电偶极子的辐射，它是：所以半功率波瓣宽度是：方向性系数的另一个定义是：点源天线，实际天线，4。磁偶极子辐射，1。什么是磁偶极子？高频电流小电

5、流回路的等效模型称为磁偶极子。磁偶极子是一个源于电磁对偶性的概念。对偶原理的应用麦克斯韦方程在引入磁荷和磁流的概念后，磁场的每个物理量都一一对应于电场的每个物理量。下标m表示磁量，e表示电量。磁电流密度、磁荷密度、双量当只有电流源存在时，已知电偶极的辐射场是。根据对偶原理，磁偶极子的辐射场是可见的。定向功能：5。辐射功率：6。抗辐射：H面模式，E面模式，7。方向系数：8。半功率波瓣宽度：3。磁偶极子辐射场，5。偶极天线辐射，1。什么是偶极子？两根长度相同的直导线从中间对称馈入，形成一个对称振荡器。如图：所示，偶极子上的电流分布为：取偶极子上的一小段dz作为电偶极子，其辐射场为：2。偶极的辐射场是偶极：的整个长度的积分，因为：辐射场是：分母是，指数是。不同长度振荡器的方向图。半波振荡器的辐射场，(2)半波振荡器的定向函数，已知对称振荡器的辐射场将被代入上述公式得到：E-平面图形，(1)半波振荡器的辐射场，(4)半波振荡器的总辐射功率，(5)辐射电阻，(5)由若干辐射元以各种形式(如直线、圆、三角形、平面等)排列在空间中组成的天线系统。)被称为天线阵列。2.控制天线阵辐射的因素是什么？数组元素的数量；数组元素排列；数组元素间距；每个阵列元件的馈送电流的幅度和相位。3.二进制阵列的辐射场，(a)垂直二进制阵列，(b)水平二进制阵列，它由两个相隔一定距离的辐射元组成。两个单元的