電磁波的輻射ch-資料下載頁
2025-09-26 00:31本頁面
【正文】 對單一頻率電磁場 ? ? ? ?,icE x t B x tk? ? ?由 可知 ? ?,p J x t d V??? ?26 運算時保留到（ 1/R）的一次方項，有 ? ? ? ?? ?? ?? ?? ?? ?303300e x p,4e x p e x p1144ik Ric icE x t B x t p nk k c Rik R ik Ric icp n ik n p nk c R k c R??? ? ? ???? ? ? ? ? ? ???????? ? ? ? ? ? ?????? ? ? ? ? ? ? ?201, e x p ,4E x t ik R p n n c B x t ncR??? ? ? ? ? ?若選系統(tǒng)偶極矩方向為極軸，則 ? ?? ?? ?3020e x p, sin41, sin4ik RB x t p ecRE x t p ecR?qq??q???????? ???表明：磁場沿緯線振蕩 ，電場 沿經線振蕩。 27 輻射場遠區(qū)的電場和磁場 ? 如電場在空間是嚴格橫場，則 E 始終沿經線，這會導致有問題的結果：考慮一個經面（如圖），在極點處，電場線相交，電場不在極點處違反單值性原則。 會聚于極點的電場線應表示在極點有源，這與事實（極點處滿足 ）不符。 0E?? ? 以上矛盾是由于在推導中忽略了（ 1/R）高階項而導致。事實上，考慮高階項后，電場線還在同一經面上，但在極點附近將偏離橫場（ 圖 54，電場線形成閉合曲線）。 ? 考慮高階項后磁感應線仍是緯線，磁場是嚴格橫場。輻射場是 TM 波。 28 可以通過 Poynting矢量計算輻射功率。對于偶極輻射場，注意到 ，有 ? ? ? ?,E x t c B x t n??? ? ? ?? ? ? ?? ?? ?**02222 3 2001Re Re , ,22, sin2 3 2cS E H B x t n B x tpcB x t n ncR?q? ? ???? ? ? ? ?????總輻射功率（單位時間內穿過某一球面的能量） 222230s in32pP S R d dc q??? ? ? ???球坐標下 22s i n s i n s i nd S R d R d R d d R d d d dq q ? q q ? q q ?? ? ? ? ? ? ?29 ? ? ? ?22222 3 2 300222333000223300sin sin 2 sin sin32 3211 c os c os c os c os16 16 32216 3 12ppP d d dccppdccppcc?q q q ? ? q q q? ? ? ?q q q q? ? ? ?? ? ? ?????? ? ? ? ? ???????? ? ??????? ??30 由 可知沿極軸方向（ q ? 0 ， ?）無輻射能流（ S = 0） ；在 q ? ?/2 ）平面，輻射最強。 ，頻率變高時，輻射功率迅速增加。 總輻射功率 P與 R無關 ,保證電磁能量可以傳播到無窮遠。 2 4P p P ?? ? ?222 3 20sin32 pSncR q???輻射場近區(qū) 1 e x p ( ) ~ 1r k r i k rl ? ? ? ? ? ?所以 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?00 e x p, e x p44J x i k r t J xA x t d V d V i trr??? ????? ? ??? ? ???表明勢函數與源近似作同步變化，即可忽略推遲效應。輻射電場主要是縱向場。（ ） ? ?,0A x t? ? ?在輻射場遠區(qū)，電場主要是橫場。感應區(qū)應是一過渡區(qū)。 31 短天線的輻射 輻射電阻 振蕩器供給直導線電流，直導線總長度為 l 。設導線上電流為 021I I zl????????電流在中心點最大，在兩端點為零。 當 l ?? l 時 ，可看成小區(qū)域電流系統(tǒng)，討論該系統(tǒng)的電偶極輻射。其電偶極矩變化率 ? ? ? ?/ 2 / 2 00 0 0/ 2 0 / 22 2 1, 1 12llp J x t d V I z d z I z d z I z d z I lll??? ? ? ???? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?實際上，前面的電流表達式中應該有時間部分，所以 ? ? ? ?0011e x p e x p22p I l i t p i I l i t? ? ?? ? ? ? ? ?32 輻射功率 ? ?2 2 220 00330 0 01 2 4 8 1 2p Il I lP cc ? ??? ? ? ? ? l??? ? ? ???? 電磁能量不斷向外輻射，電源需不斷提供能量以維持輻射?？梢杂靡粋€電阻損耗來等效輻射損耗。設電阻 R 上電流為 ? ?0 e x pI I i t??? ，電阻 瞬時損耗功率 為 2RP I R?其 平均損耗功率 為 *2011Re ( )22RP I I R I R??短天線輻射的等效電阻稱為 輻射電阻 22001976 llR ?? ? l l? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ?（歐姆） 輻射電阻是衡量天線輻射能力的物理量。增加天線長度是提高天線輻射能力重要手段，當 l 增大到與 l 可比擬時，已不能把短天線輻射簡單看為偶極輻射。
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