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文檔簡介

1.3

波印廷定理1.4輻射問題的麥克斯韋方程的解1.5電流元的輻射第一章天線的理論基礎1.3波印廷定理

根據玻印廷定理，通過封閉面S流出的復功率由下式求出功率密度為玻印廷矢量流出面S的實功率為1.4輻射問題的麥克斯韋方程的解

已知輻射源分布J，求解輻射場E和H，一般求解由麥克斯韋方程導出的波動方程再者，矢量位法（A磁矢量位）困難1.5電流元的輻射

1.電流元(電振子)

電振子是一段長度

l遠小于波長,電流I振幅均勻分布、相位相同的直線電流元,它是線天線的基本組成部分,任意線天線均可看成是由一系列電振子構成的。下面首先介紹電振子的輻射特性。在電磁場理論中,已給出了在球坐標原點O沿z軸放置的電振子(圖1.1)在周圍空間產生的場為圖1.1電振子的輻射

式1-711.1電流源的場分布1.7.2線電流的輻射1-78

在式（1-78）分子中的R由其級數展開式（1-84）中取頭兩項，得到

下面首先介紹電基本振子的輻射場不同空間區域的特性。對電磁場理論中給出的電振子(圖1.2)在周圍空間產生的場進行分析(在球坐標原點O沿z軸放置的)，D為天線輻射口面的最大尺寸

遠場區感應近場區輻射近場區DR2R1圖1.2天線場區劃分示意圖

對式（1-71）進行分析可知:

(1)近區場（r<<

）在近區（r<<

）,電場Eθ和Er與靜電場問題中的電偶極子的電場相似,磁場Hφ和恒定電流場問題中的電流元的磁場相似,所以近區場稱為準靜態場;1.2場區劃分電場與磁場相位相差90°,說明玻印廷矢量為虛數,也就是說,電磁能量在場源和場之間來回振蕩,沒有能量向外輻射,所以近區場又稱為感應場。(2)遠區場（r>>

）實際上,收發兩端之間的距離一般是相當遠的（kr>>

）。在這種情況下,式（1-71）中的1/r2和1/r3項比起1/r項而言,可忽略不計,于是電基本振子的電磁場表示式簡化為式中,

在遠區,電基本振子的場只有Eθ和Hφ兩個分量,它們在空間上相互垂直,在時間上同相位,所以其玻印廷矢量是實數,且指向r方向。這說明電基本振子的遠區場是一個沿著徑向向外傳播的橫電磁波,所以遠區場又稱輻射場;

Eθ/Hφ=η==120π（Ω）是一常數,即等于媒質的本征阻抗,因而遠區場具有局部平面波相同的特性;輻射場的強度與距離成反比,隨著距離的增大,輻射場減小。這是因為輻射場是以球面波的形式向外擴散的,當距離增大時,輻射能量分布到更大的球面面積上,但角分布不因距離不同而不同;

在不同的方向上,輻射場強度是不相等的。這說明電基本振子的輻射是有方向性的。（3）輻射近場區場區及劃分條件

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