电磁波辐射课件.pptVIP

在高頻電源的激勵下，縫隙中將會產生電場，由於，再忽略縫隙兩端的邊緣效應，可以認為縫隙中的電場是均勻的。根據理想導體的邊界條件，在平面上縫隙以外區域，電場的切向分量圖8-5縫隙的結構yzxld圖8-6磁流元為零，縫隙中電場的切向分量。在的半空間，縫隙相當於一個等效磁流元，其等效磁流密度為(8-28)也就是說，縫隙可以被等效為一個片狀的沿軸放置的線磁流元，如圖8-6所示。根據與全電流定律對偶的全磁流定律(8-29)積分路徑緊貼著磁流源，可得等效磁流強度為(8-30)根據電流元的遠區輻射場公式（8-6）和對偶原理，可得磁流元的輻射場為(8-31a)(8-31b)將式（8-30）代入上式，得縫隙在半空間的輻射場為(8-32a)(8-32b)在的半空間，由於等效磁流與半空間的等效磁流大小相等方向相反，所以縫隙在半空間的輻射場為式（8-32）的負值。縫隙的總輻射功率和輻射電阻分別為(8-33)(8-34)8.5對稱振子天線對稱振子天線是由兩段同樣粗細和等長的導線構成，在兩段導線中間的兩個端點對稱饋電，如圖8-7所示。振子兩臂的長為，半徑為。llazyx圖8-7對稱振子天線對稱振子天線是一種最基本最常用的線天線，既可以單獨使用，也可以作為陣列天線的組成單元。知道對稱振子天線上的電流分佈，就可以求出其輻射場。要精確計算對稱振子天線上的電流分佈，需要採用數值分析方法，計算比較麻煩。實際上，對稱振子可以看成是由終端開路的平行雙線張開而成，理論和實驗均表明，細對稱振子的電流分佈可以認為具有正弦駐波分佈。設對稱振子沿Z軸放置，饋電中心位於座標原點，如圖8-8所示，則對稱振子上的電流分佈可以表示為(8-35)式中為電流波幅，。zyxPr?dzzzcos?r圖8-8對稱振子的輻射場將對稱振子看成是由許多電流振幅不同相位相同的電流元組成。根據疊加原理，對稱振子在空間P點的輻射場就等於這些電流元在該點的輻射場的疊加。根據式(8-6)，電流元產生的遠區輻射場為(8-36)由於，可以認為，在計算電流元至觀察點的距離時，可近似認為，在計算電流元至觀察點的相位差時，。那麼對稱振子的遠區電場為(8-37)根據方向圖函數的定義，可得對稱振子天線的方向圖函數為(8-38)由此可見，沿Z軸放置的對稱振子天線的方向圖函數與方位角無關，僅與方位角和振子長度有關。電磁波輻射天線按結構可分為線天線和麵天線兩大類，線狀天線如八木天線、拉杆天線等稱為線天線，面狀天線如拋物面天線等稱為面天線。本章將首先從滯後位出發，根據向量位求電流元和電流環產生的電磁場，再介紹天線的電參數和一些常用的天線。8.1電流元的輻射如圖8-1所示，設一個時變電流元位於座標原點，沿Z軸放置，空間的媒質為線性均勻各向同性的理想介質。所謂電流元是指很短，沿上的電流振幅相等，相位相同。由第五章介紹的滯後位知：電流元產生的向量位為(8-1)lI圖8-1電流元的座標利用球座標與直角坐標單位