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《电动力学第三版》chapter5 5天线辐射教材课程.ppt

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第五章
电磁波的辐射
内容概要
1. 天线上的电流分布
2. 半波天线
*3. 天线阵
§ 天线辐射
要得到较大的辐射功率,必须使天线长度至少达到与波长同数量级. 最常用的天线是半波天线,这种天线的长度约为半波长. 本节计算半波天线的辐射.
以上两节研究了小区域内高频电流所产生的辐射
源区域线度
辐射功率数量级
1. 天线上的电流分布
当天线长度与波长同数量级时, 必须直接用公式
由于天线上的电流是受到场作用的,问题彻底解决: 要求把天线外面的场和天线上的电流作为相互作用的两个方面,用天线表面上的边值关系联系起来,作为边值问题来求解.
这样,首先要知道天线上的电流密度.
近年来所用的许多特殊形状的天线都需要这样来求解,这类问题的理论分析往往是比较复杂的. 但是,某些形状的天线可以用较简单的方法导出近似电流分布. 下面我们分析细长直线天线上电流分布的形式.
天线
天线表面上电流
沿z轴方向
只有z分量
沿z轴
和
得
由洛伦兹条件
设有中心馈电的直线状天线, 天线上的电流近似为驻波形式, 两端为波节. 设天线总长度为l, 电流分布为
2. 半波天线
半波天线
计算远场, 令
其中R为原点到场点的距离. 取1/R最低次项时, 分母中的r可代为R. Az式变为
则得
在矢势公式中
先计算积分
奇函数,积分为零
所以
由此, 辐射区的电磁场

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