電磁波輻射ppt課件(編輯修改稿)
2025-05-28 07:39 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 21?222 )()( 8032????? dldlRa ?? 輻射電阻是表征天線輻射本領(lǐng)的一個(gè)參數(shù)， Ra 越大，相同電流下輻射的功率越大。 記 則 方向性函數(shù) m a x),(),(EEF ???? ?輻射場(chǎng)表達(dá)式中因子 的存在，說明赫芝偶極子的輻射具有方向性。 ?sin習(xí)慣上常把天線任意點(diǎn)電場(chǎng)的振幅與通過該點(diǎn)的球面上電場(chǎng)最大值之比，稱為 歸一化方向性函數(shù) ，簡(jiǎn)稱方向性函數(shù) ? ? z y x y x y E E E ( a ) ( b ) ( c ) 元天線 圖 10 － 4 赫芝偶極子天線的方向圖 z ( ) s inF ???★ 對(duì)于赫茲偶極子 方向性函數(shù)為 00 0 0 0 002k? ?? ? ? ? ? ? ???? ? ?00s i n s i n42mI d l I d lErr? ? ???????20401223a aP PI dl??????023 0 s ins in4 0 2 10amaPEPrr? ???? ? ?)mV( 12s i ??? ?mE由此電場(chǎng)矢量的振幅可寫成 因此 所以 ,2,m100 ??? aPr ??將 代入上式得 例 已知赫芝偶極子的輻射功率 ，假設(shè)與偶極子垂直平面內(nèi)距離 可視為遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)，求此處的電場(chǎng)強(qiáng)度。 m100?lmW10 0?aP由平均輻射功率表達(dá)式得 解：作變換 167。 線天線 ? 10 － 7 對(duì)稱振子輻射場(chǎng)計(jì)算用圖 l l x y z o r? R? )( rP? zd ? ? ? )( zI ? ～ ?????????????)0()](s i n [)0()](s i n [)(00zzlkIzzlkIzI天線由理想導(dǎo)體構(gòu)成，兩臂長(zhǎng)均為 l， 中心饋電，導(dǎo)體直徑 2a λ ， 略去由于輻射引起的分布電流畸變， 高頻電流沿導(dǎo)線的分布可近似表示為 對(duì)稱線天線的輻射場(chǎng) j kReRzdzIjEd ?????? ????? s i n4)(? 0?振子上的正弦電流元 可以看作一個(gè)赫芝偶極子。它所產(chǎn)生的遠(yuǎn)區(qū)電場(chǎng)復(fù)矢量為 zdzI ??)( 考慮到遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)條件，用 r 代替 R 對(duì)于振幅影響可以略去不計(jì)，而對(duì)相位影響表現(xiàn)在相位因子中，不能忽略，于是 )c o s()c o s2( 2122 ?? zrkzrzrkkR ????????? ? ??? ??? l l zjkj kr zdezIerjE ?? ???? co s0 )(4 s i n??)]c os ()s i n([)s i n( 22 cbxbcbxaba edxcbxe axax ???????][ )s i n ()s i n (s i n4 0 co s0 co s00 zdzkklezdzkkleer IjE l zjkl zjkj kr ???????? ?? ?? ?? ??? ????????s i nc os)c osc os (20 klklerIj j k r ?? ?所以對(duì)稱振子上電流產(chǎn)生的遠(yuǎn)區(qū)電場(chǎng)是 因此 半波振子天線 ① 輻射場(chǎng) 圖 10 － 8 半波振子的方向圖 z x ? ),( ??F ② 方向性函數(shù) ???? s i n)c o sc o s (60 20 j k rerIjE ???? ??? EHHH ?? ,???????? ?s i n)c o sc o s (),(),( 2??mEEF此時(shí) k l =π/ 2，帶入線天線電場(chǎng)表達(dá)式中得輻射電場(chǎng) 對(duì)應(yīng)的磁場(chǎng)矢量為 半波天線的方向性函數(shù)為 當(dāng) 2l =λ/ 2時(shí)，線天線稱作半波振子天線 ???????221222022s i n)c os(c os60212121Re21Re ][][rIEHEHES??????? ???????????????????????0222020 2221220202s i n)c os(c os30s i ns i n)c os(c os6021dIdrrdIP a例 計(jì)算半波振子的輻射電阻 輻射功率為上式的球面積分 ③ 輻射電阻 解：半波振子的輻射功率流密度為 2220001 1 c o s 13 0 3 0 [ l n 2 ( 2 ) ]22axP I d x I C ix? ? ? ??? ? ? ? ? ??積分得 ??)2(,c os)( 0 ??? ? ? ?Cidtt txCi?73,21)73(21 2020 ???? aaa RRIIP式中 為歐拉常數(shù)， 為余弦積分 Ci?因此，半波振子的輻射功率和輻射電阻分別為 167。 磁偶極子天線的輻射 磁偶極子： 一個(gè)半徑遠(yuǎn)小于波長(zhǎng)的電流環(huán)或 口面元電場(chǎng)源的等效。 r? R
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