电动力学第五章电磁波的辐射.pptxVIP

第五章电磁波的辐射§6电磁波的衍射§2推迟势§3电偶极辐射§1电磁场的矢势和标势§7电磁场的动量

目录~~~天线的演变CONTENTS

入射、反射、透射、绕射导行电磁波电磁波的传播输入传输发射天线导行电磁波接收天线

由发射机产生的高频振荡能量，经过发射天线变为电磁波能量，并向预定方向辐射，通过媒质传播到达接收天线附近。接收天线将接收到的电磁波能量变为高频振荡能量送入接收机，完成无线电波传输的全过程。

发射机末级回路产生的高频振荡电流经过馈线送到发射天线，通过发射天线将其转换成电磁波辐射出去；到了接收端，电磁波在接收天线上感生高频振荡电流，再经馈线将高频振荡电流送到接收机输入回路，这就完成了信息的传递。在这个过程中，经历了电磁波的传输、发射、传播、接收等过程。接收机接收天线馈线下行波发射机发射天线馈线导行波

拉杆天线

引向天线

喇叭天线

对数周期天线

中国远程相控阵雷达

螺旋天线

微带天线

1电磁场的矢势和标势完全类似稳恒磁场的矢势的定义得时变电磁场的矢势!!!因为所以一、矢势1.1用势描述电磁场二、标势因为

矢量恒等式：添加标题即添加标题添加标题所以添加标题添加标题添加标题比较式(a)和(b)得：添加标题分别为时变电磁场矢势和标势。注意这里的没有静电场中电势的意义!!!添加标题

一、洛伦兹规范(规定)因为仅仅规定矢势的旋度，由亥姆霍兹定理知：要唯一确定矢势，还必须规定矢势的散度值!否则矢势不唯一!不唯一导致标势也不唯一!对时变电磁场，通常规定矢势的散度为：（1）或§1.2规范变换和规范不变性式(1)是洛伦兹规范(规定)！

例如：任意矢势和任意标势为添加标题是给定矢势，是给定标势，是任意标量函数！式（a)称为规范变换。由式(a)确定电场强度和磁感应强度为添加标题添加标题上式表示：由不同的矢势和标势和确定相同的电场和磁场!称为规范不变性。添加标题唯一确定，即唯一确定标量函数，还必须规定散度值(洛伦兹规范)：由式（c)确定一个标量函数后，将代入式(a)唯一确定矢势和标势。05将式(a)代入式(b)得：任何物理量和物理规律作与式(a)类似的规范变换后，保持不变，称为规范不变性。06

1.3达朗贝尔方程洛伦兹规范(规定)：因为将式(b)代入式(a)得：将式(d)代入式(c)得标势的微分方程：

因式(b)和(c)代入式(a)得式(e)代入式(d)得：09矢量等式：10

添加标题是矢势的源，是标势的源!添加标题求电场强度和磁感强度！添加标题由式(1),(2)求得后,再代入添加标题添加标题洛伦兹规范(规定)：添加标题添加标题将式(g)代入式(f)得矢势的微分方程：

式(1),(2)具有相同的形式，称为达朗贝尔方程。其意义是：电荷产生标势波动，电流产生矢势波动。离开电荷电流分布区域后，矢势和标势以相同波动方式在空间传播，而由他们导出的电磁场E和B也以波动方式在空间传播。

2推迟势静态场的电势和磁矢势的积分方程其解为：时变电磁场的推迟势积分形式矢势和标势满足达朗贝尔方程：

式(2)是体积V内时变体分布电荷源和电流源在场点P产生的标势和矢势。添加标题式（2）推导：添加标题添加标题现求解式（1）的添加标题在体积V内有时变电荷源和电流源分布。对比式(a)得达朗贝尔方程（1）的解为：添加标题时变点电荷元产生标势满足添加标题

点电荷元观察点P因为标势有球对称，与角变量无关，只与R角变量无关。在球坐标中，上式变为设，代入上式有时变点电荷元以外区域的标势满足

上式是一维波动方程，其解是球面波：波源观察点P因为静点电荷元的电势：可设想时变点电荷的标势也有形式(b)。由式(a)和(b)得时变点电荷元产生的标势为（a)(b)(c)理，得时变体分布电流源产生的矢势：式(2)表示：场点P在时刻t的标势和矢势不是由同一时刻t的电荷电流分布决定，而是由较早时刻（t-R/v)的电荷电流分布决定。因此达朗贝尔方程的解式(2)称为推迟势。电磁场以有限速度v向外传播。时变电荷源以分布在体积V内，对式(c)积分得时变体分布电荷源在场点P产生的标势为05