《电磁场与电磁波》课件_9.2节.ppt

9.2基本振子的辐射本节主要内容电基本振子磁基本振子近区场远区场电基本振子的磁矢位电基本振子：它是一段长度远小于波长（），电流I振幅均匀分布、相位相同的直线电流元。电基本振子的长度远小于波长，因此可取即，所以，其磁矢位的表达式为设电基本振子沿z轴放置其电流元为式中，S为电流元的横截面积。式中，电基本振子的磁场根据直角坐标与球坐标的转换公式在球坐标系中磁矢位为将上式代入并求旋度得磁场强度电基本振子的电场沿z轴放置的电基本振子在周围空间产生的电场为根据麦克斯韦第二方程结论电场与静电场问题中的电偶极子的电场相似，磁场和恒定电流场问题中的电流元的磁场相似。因此，近区场称为准静态场；离天线较远时，可认为近区场近似为零。电场与磁场相位相差90度，坡印廷矢量为虚数，即电磁能量在场源和场之间来回振荡，没有能量向外辐射。讨论（近区场）由于很小，在其电、磁场表达式中仅保留高次幂项，同时令，则有远区场（）由于kr1，因此，在其电、磁场表达式中1/(kr)2和1/(kr)3可忽略，并考虑以下代换沿z轴放置的电基本振子的远区场为讨论在远区，电基本振子的场只有两个分量，它们在空间上相互垂直，在时间上同相位，其坡印廷矢量是实数，且指向ar方向。这说明电基本振子的远区场是一个沿着径向向外传播的横电磁波，所以远区场又称辐射场；（欧姆）是一常数，即等于媒质的本征阻抗，因而远区场具有与平面波相同的特性；辐射场的强度与距离成反比，随着距离的增大，辐射场减小。磁基本振子的场磁基本振子是一个半径为b的细线小环，且小环的周长，假设其上有电流，其磁偶极矩矢量根据电与磁的对偶性原理电基本振子的场磁基本振子的场磁基本振子的场因此，沿z轴放置的磁基本振子的场：其远区场为结论电基本振子的远区电场与磁基本振子的远区电场具有相同的方向函数，而且在空间相互正交，相位相差为；将电基本振子与磁基本振子组合后，可构成一个椭圆（或圆）极化波天线，像螺旋天线即是这种情况