电磁辐射机理,偶极子场,辐射功率及电阻.ppt

电磁辐射机理,偶极子场,辐射功率及电阻
电磁辐射机理,偶极子场,辐射功率及电阻
什么是辐射？
• 电磁波从波源出发，以有限速度 在媒质中向四面八方传播，一部分电
磁波能量脱离波源而单独在空间波动，不再返回波源，这种现象称为辐射。
研究内容：
• 辐射是有方向性的，希望在给定的方向产生指定的场。
• 辐射的波源是天线、天线阵。发射天线和接收天线是互易的。天线的几何形状、尺寸 是多样的，单元偶极子天线（电偶极子天线和磁偶极子天线）是天线的基本单元，也是最简单的天线。
工程上的实际天线
• 辐射过程是能量的传播过程，要考虑天线发射和接收信号的能力。
• 研究辐射的方向性和能量传播的前提是掌握辐射电磁场的特性。
电磁辐射机理,偶极子场,辐射功率及电阻
电磁辐射机理
信号发生器
传输线或波导
天线
电磁波
辐射系统
由线电流定义式
当电流随时间变化时，可得
设导线的长度为l
电磁辐射的基本公式
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1、没有电荷运动，就不会有辐射。
结论
3、假如电荷具有加速度，即便是无限长直导线也将产生辐射。
2、假如电荷在导线中做匀速运动，也即导线内流过的是恒定电流，那么：
① 如果是无限长直导线，辐射不会发生；
② 如果导线被弯曲或制成V形，使其具有终端或表面制成非连续的，
都将产生辐射。
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单元偶极子的电磁场
电偶极子的辐射
一、天线的形成
以平行板电容器和长直载流螺线管为例可知
即增加电容器极板间距d，缩小极板面积S，减少线圈数N，就可达到上述目的，具体方式如图所示。
可见，开放的LC电路就是大家熟悉的天线！当有电荷（或电流）在天线中振荡时，就激发出变化的电磁场在空中传播。
图 电偶极子天线的形成的演示
从LC 电路的振荡频率                  式可知，要提高振荡频率、开放电路，就必须降低电路中的电容值和电感值。
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二. 电磁辐射的过程
当电偶极子p=qd 以简谐方式振荡时向外辐射电磁波
图 电偶极子天线
图 线分别在 的场图
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某一瞬间 E 线与 H 线在空间的分布
时单元偶极子天线E线与H线分布
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在球坐标系中，
单元偶极子天线的磁矢量
远离天线P点的动态位为：
电偶极子的电磁场
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电偶极子的近区 E 与 H 线的分布

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