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第3章干扰耦合机理n..ppt

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第3章干扰耦合机理n.课件

  根据第一点差别不难看出, 在靠近干扰源的近端和远端, 电容耦合的电流方向相同, 而电感耦合的电流方向相反。 图3-16(a)给出电容耦合和电感耦合同时存在的示意图, 设在R2G及R2L上的电容耦合电流分别为IC1及IC2, 而电感耦合电流分别为IL1及IL2, 显然 IL1=-IL2=IL, 在靠近干扰源近端R2G上的耦合干扰电压为 U2G=(IC1+IL)R2G      (3-30)   远端负载R2L上的耦合干扰电压为 U2L=(IC2-IL)R2L    (3-31) 由(3-30)和(3-31)式可知, : 对于靠近干扰源端(近端)电容性耦合电压与电感性耦合电压相叠加,; 对于靠近负载端, 或者说远离干扰源端, 总干扰电压等于电容性耦合电压减去电感性耦合电压, 在进行相减计算时, 是以复数形式进行的。 图 3-16 电容性耦合与电感性耦合的综合影响 3.3 辐射耦合   辐射电磁场是骚扰耦合的另一种方式, 除了从骚扰源有意辐射之外, 还有无意辐射, 例如, 有短(小于λ/4)单极天线作用的线路和电缆, 或者起小环天线作用的线路和电缆, 都可能辐射电场或磁场。    辐射耦合的途径主要有: 天线―天线, 天线―电缆, 天线―机壳, 电缆—机壳, 机壳―机壳, 电缆―电缆。   对于辐射耦合, 电磁场理论中近场与远场的概念是十分重要的。  3.3.1 电磁辐射   当场源的电流或电荷随时间变化时, 就有一部分电磁能量进入周围空间, 这种现象称为电磁能量的辐射。 研究电磁辐射, 最简单的是电偶极子和磁偶极子的辐射。 实际天线可近似为许多偶极子的组合, 天线所产生的电磁波也就是这些偶极子所产生的电磁波的合成。    1. 电偶极子的电磁辐射   电偶极子是指一根载流导线, 它的长度Δl与横向尺寸都比电磁波长小得多。 图 3-22 电偶极子辐射源 由麦克斯韦方程组解得电偶极子周围的电磁场为: (3-46) 式中: ImΔl ——— 电偶极子的电矩(A·m); r ———从坐标中心到观察点的距离(m); k ———波数, 电磁波传播单位长度所引起的相位变化, λ ———电磁波的波长, 则有k=2π/λ(rad/m)。   下面按照观察点到电偶极子的距离远近来讨论电偶极子周围电磁场各分量的表达式。    1) 近场区 (即在rλ/(2π)的区域内, kr1)   由(3-46)式可见, 电偶极子产生的场分量主要取决于1/(kr)的高次项, 即 (3-47)   2) 远场区 (在rλ(2π)的区域内, kr1 )   由(3-46)式可见, 电偶极子产生的场分量主要取决于1/(kr)的低次项, 而且Eτ与Eθ相比可忽略, 因此在波的传播方向上的电场分量近似为零, 近似得 (3-48)   由式(3-48)可看出, 无论是Eθ还是  , 幅值都和φ角无关, 仅与θ角有关, 而且正比于sinθ。 在θ=90°的方向, 即在垂直于偶极子轴线的方向上, 场强Eθ及Hφ最大。 辐射源向空间辐射的电磁场强度随空间方向而变化的特性称为辐射源的方向性, 图3-23为电偶极子的方向图。    工程上可以利用(3-47)式与(3-48)式计算电偶极子周围场强的值, 例如, 当Δl长为1 cm、 Im为1 A时, 不同距离上的场强值如表3-8所示。  图 3-23 电偶极子的方向图 表3-8 距电偶极子不同距离的场强   2. 磁偶极子的电磁幅射   参照电偶极子的电磁幅射一节, 用一个磁偶极子替代电偶极子。 该磁偶极子由假想的一对相距极小的正、 负磁荷(+qm, -qm)组成, 如图3-24(a)所示。 直径远小于波长的小环天线可作磁偶极子处理。 将通电小圆环置于x-z平面, 环中心与坐标原点重合, 见图3-24(b)。 设小圆环半径为a, 流过的电流为im=Im sinωt, 可求得在空间某点处的电场与磁场的表达式为 (3-49) 图 3-24 磁偶极子辐射源   1) 近场区(又称感应电场区)   在rλ(2π)的区域内, kr1。 由式(3-49)可见, 磁偶极子产生的场分量主要取决于1/(kr)的高次项, 即 (3-50)   2) 远场区(又称辐射场区)   在rλ/(2π)的区域内, kr1。 由式(3-49)可见, 磁偶极子产生的场分量主要取决于1/(kr)的低次项, 而且Hr与Hθ相比可忽略, 因此在波的传播方向上的磁场分量近似为零, 得 (3-51)

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