电磁辐射ppt课件 (2).ppt
18页1、第 8 章 电磁辐射电磁辐射电磁场与电磁波 第8章 电磁辐射 第 8 章 电磁辐射电磁辐射电磁场与电磁波 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 8 章 电磁辐射电磁辐射电磁场与电磁波 本章内容 q 滞后位 q 电偶极子的辐射 第 8 章 电磁辐射电磁辐射电磁场与电磁波 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 y z x P O 第 8 章 电磁辐射电磁辐射电磁场与电磁波 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
2、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 8 章 电磁辐射电磁辐射电磁场与电磁波 时谐电磁场的位函数 第 8 章 电磁辐射电磁辐射电磁场与电磁波 电偶极子是一种基本的辐射单元 是长度 l 远小于波长的直 线电流元 线上电流是均匀的 且相位相同 由于电流元 代入 得电偶极子的矢量位 8 2 电偶极子的辐射 y z x l P O 第 8 章 电磁辐射电磁辐射电磁场与电磁波 在球坐标系中 z x y z O 第 8 章 电磁辐射电磁辐射电磁场与电磁波 由此得到电偶极子的电磁场 第 8 章 电磁辐射电磁辐射电磁场与电磁波 电偶极子周围的空间划分为三 个区域 近场区 远场区 过渡区 远场区 近场区 过渡区 写成分量形式 第 8 章 电磁辐射电磁辐射电磁场与电磁波 1 近区场 准静态场 第 8 章 电磁辐射电磁辐射电磁场与电磁波 1 电场表达式与静电偶极子的电场表达式相同 磁场表达式 与用毕奥一萨伐定律计算的恒定电流元产生的磁场表达式 相同 因此称其为似稳场或准静态场 近区场的特点 2 电场和磁场存在 2的相位差 能量在电场和磁场以及场 与源之间交换 没有辐射 所以近区场也称感应场 第 8 章 电磁辐射电磁辐射电磁场与电磁波 2 远区场 辐射场 第 8 章 电磁辐射电磁辐射电磁场与电磁波 电偶极子的方向图 远区场的特点 远区场是横电磁波 电场 磁场和传播方向相互垂直 z y y x 远区场电磁场振幅比等于媒质的本征阻抗 远区场是非均匀球面波 电磁场振幅与1 r 成正比 远区场具有方向性 按 sin 变化 第 8 章 电磁辐射电磁辐射电磁场与电磁波 辐射功率 辐射电阻 辐射电阻低 平均功率流密度为 远区场的辐射功率 第 8 章 电磁辐射电磁辐射电磁场与电磁波 例8 2 1 频率为10MHz的功率源馈送给电偶极子的电流为 25A 设电偶极子的长度为50 cm 试计算 1 赤道平面上离原点10 km 处的电场和磁场 2 r 10 km 处的平均功率密度 3 辐射电阻 解 1 远区场 故 第 8 章 电磁辐射电磁辐射电磁场与电磁波 2 3 此课件下载可自行编辑修改 供参考 感谢您的支持 我们努力做得更好
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