第五章 电磁辐射的基本理论.ppt

* * 天 线 基 础 电磁辐射的基本理论 （位函数、电流元的辐射、磁流元的辐射、 基本面元的辐射、天线的主要参数） 线天线的辐射 （对称振子、缝隙天线） 面天线的辐射 （喇叭天线、旋转抛物面天线） 引 言 一.课程任务 研究电磁波的产生与接收的原理及应用 二.天线的作用 发 端 收 端 电磁波 发射天线——产生电磁波 接收天线——接收电磁波 三.天线结构 传输线 —— 封闭型 天 线 —— 开放型 四.天线分类 1.按功能分类 —— 发射天线、接收天线 2.按几何形状分类 —— 线天线、面天线 第五章 电磁辐射的基本理论 【电磁辐射】电磁波由波源产生且可以脱离波源独 立传播的现象。 5.1 正弦电磁场的位函数及位方程 一.复域 M 组 二.正弦电磁场位函数定义 1.矢量位（ ） 由旋度场无散且 令 旋度场 2.标量位（ ） 由梯度场无旋 令 三.位方程 为使方程具有最简单且对称的形式，令 —— 洛仑兹规范 波动方程 四.位方程的解 3.物理意义 场点 处 时刻的场与源点 处 时刻 ——延迟时间——推迟位 ——相位滞后量——滞后位 注：研究电磁波的产生和接收过程，涉及场源具 体分布情况时，先求解位方程，再求电场和 磁场——矢位法。 5.2 电流元的辐射 一.模型 二.矢量位 三.辐射场 条件： 10倍以上即可 四.辐射特性 1.球面波： 2.TEM波 3.电磁能量沿r方向传播 4.辐射具有方向性 场量 对应轴向，无辐射 对应垂直于轴向，辐射最强 表示能量的分配情况 5.高频强辐射： 场量 6.辐射功率、辐射电阻 与激励I有关 与激励无关， 表示辐射能力 5.3 磁流元的辐射 一.模型 二.辐射场 根据电磁对偶原理 代入电流元辐射场 三.辐射特性 电流元—— 沿 方向， 沿 方向 不同：磁流元—— 沿 方向， 沿 方向 两者的E、H面互换 5.4 基本面元的辐射 一.模型 二.基本面元的等效 由等效原理知： 基本面元上的电磁场的作用＝电流元＋磁流元作用 1.等效成电流元 2.等效成磁流元 代入辐射场表达式即可（注意轴线坐标不同） 三.电流元及磁流元的辐射场 四.基本面元的辐射场 表面电场所在平面——E面——yoz平面 表面磁场所在平面——H面——zox平面 1.E面内的辐射电场 2.H面内的辐射电场 3.任意位置 *