第八章 电磁辐射.pptVIP

3.增益系数G在相同输入功率的条件下，被考察天线在最大辐射方向上某点产生功率密度与理想无方向性天线在同一点产生功率密度的比值，称为该天线的增益，即2.天线效率天线效率定义为天线的辐射功率与输入功率之比，即由于存在损耗，实际天线的效率不可能为100%。理想无方向性天线的输入功率被考察天线的输入功率天线的总损耗辐射功率第29页，共49页，星期日，2025年，2月5日8.6对称天线对称天线由两臂长各为l、半径为a的金属导体构成。l对称天线2alzO8.6.1对称天线上的电流分布对称天线上的电流近似成驻波分布对称天线上的电流分布第30页，共49页，星期日，2025年，2月5日根据电偶极子辐射场公式，对称天线上的电流元I(z)dz在观察点产生的辐射电场为对于远区场：8.6.2对称天线的辐射场故对称天线的辐射场为l对称天线的辐射场计算2alzO第31页，共49页，星期日，2025年，2月5日对称天线的归一化方向性函数为对称天线的E面方向图1.00.707zz0.7071.0z第32页，共49页，星期日，2025年，2月5日8.6.3半波天线半波天线是对称天线中应用最广的。半波天线的辐射场半波天线的归一化方向性函数半波天线的主瓣宽度半波天线的辐射电阻半波天线的辐射功率半波天线的方向性系数或第33页，共49页，星期日，2025年，2月5日8.7天线阵天线阵是将若干个天线按一定规律排列组成的天线系统。利用天线阵可以获得所期望的辐射特性，诸如更高的增益、需要的方向性图等。组成天线阵的独立单元称为阵元，排列的方式有直线阵、平面阵等。天线阵的辐射特性取决于阵元的型式、数目、排列方式、间距以及各阵元上的电流振幅和相位等。第34页，共49页，星期日，2025年，2月5日8.7.1方向图相乘原理如图所示两个沿z轴取向、沿x轴排列的对称天线构成的二元阵，间距为d。设阵元1的激励电流为I1,阵元2的激励电流为天线2天线1xyZd二元阵二元阵的辐射场等于两个阵元的辐射场的矢量和。两阵元激励电流的振幅比两阵元激励电流的相位差第35页，共49页，星期日，2025年，2月5日第8章电磁辐射电磁场与电磁波第八章电磁辐射*第1页，共49页，星期日，2025年，2月5日●产生电磁波的振荡源一般为天线。随着振荡源频率的提高使电磁波的波长与天线尺寸可相比拟时，就会产生显著的辐射。●对于天线，我们关心的是它的辐射场强、方向性、辐射功率和效率。●天线的形式可分为线天线和面天线。●本章由滞后位的概念出发，求解元电流的辐射场。再利用叠加原理求解线天线和阵列天线的辐射问题。第2页，共49页，星期日，2025年，2月5日本章内容8.1滞后位8.3电与磁的对偶性8.4磁偶极子的辐射8.5天线的基本参数8.6对称天线8.7天线阵8.2电偶极子的辐射8.8口径场辐射第3页，共49页，星期日，2025年，2月5日其解为：8.1滞后位在第4章引入了动态矢量位和动态标量位：在洛仑兹条件下，其方程为滞后位yzxPO第4页，共49页，星期日，2025年，2月5日换言之，观察点处位函数随时间的变化总是滞后于源随时间的变化。滞后的时间是电磁波从源所在位置传到观察点所需的时间，故称为滞后位或推迟位。物理意义：时刻t空间任意一点r处的位函数并不取决于该时刻的电流和电荷分布，而是取决于比t较早的时刻的电流或电荷分布。时间正好是电磁波以速度从源点传到场点所需的时间。例如：日光是一种电磁波，在某处某时刻见到的日光并不是该时刻太阳所发出的，而是在大约8分20秒前太阳发出的，8分20秒内光传播的距离正好是太阳到地球的平均距离。第5页，共49页，星期日，2025年，2月5日时谐电磁场的位函数第6页，共49页，星期日，2025年，2月5日8.2电偶极子的辐射电磁辐射系统最简单的形式是电偶极子和磁偶极子。电偶极子为长度远小于波长的载流线元，也称元天线。电偶极子辐射是天线工程中最基本的问题。本节内容