4电基本振子的辐射场 。远区场 当m>>1时，>>/2π，即场点P与源点距离r远大于波长 的区域称为远区。在远区中， 1 、1 > ()3 远区电磁场表达式简化为 1dk2sn6e声=j2 E=j4π0r Idl nsin0.e-ik sin0e加=j2r H。=j Idl 4πr ng.e-ikr 16
当kr>>1时，r>>λ/2π，即场点P与源点距离r远大于波长λ 的区域称为远区。 在远区中， 2 3 ( ) 1 ( ) 1 1 kr kr kr 远区电磁场表达式简化为 2 sin sin 4 2 sin sin 4 2 jkr jkr jkr jkr Idlk Idl E j e j e r r Idlk Idl H j e j e r r − − − − = = = = 4电基本振子的辐射场 远区场 16
4电基本振子的辐射场 ①场的方向：电场只有E分量；磁场只有H分量。其复坡印 廷矢量为 5x=a,成=} 2门 可见，E、H互相垂直，并都与传播方向α相垂直。因此电基本 振子的远区场是横电磁波(TEM波)。 场的相位：无论E或H。,其空间相位因子都是-，即其 空间相位随离源点的距离r增大而滞后，等相位面是为常数的球 面，所以远区辐射场是球面波。由于等相位面上任意点的E、H 振幅不同，所以又是非均匀平面波。EH。=1是一常数，等媒 质的波阻抗
① 场的方向：电场只有Eθ分量；磁场只有Hφ分量。其复坡印 廷矢量为 2 1 1 1 * * 2 2 2 r r E S E H a E H e = = = 可见，E、H互相垂直，并都与传播方向ar相垂直。因此电基本 振子的远区场是横电磁波(TEM波)。 ② 场的相位：无论Eθ或Hφ，其空间相位因子都是-kr，即其 空间相位随离源点的距离r增大而滞后，等相位面是r为常数的球 面， 所以远区辐射场是球面波。由于等相位面上任意点的E、H 振幅不同，所以又是非均匀平面波。Eθ /Hφ =η是一常数，等于媒 质的波阻抗。 4电基本振子的辐射场 17
4电基本振子的辐射场 场的振幅：远区场的振幅与r成反比；与I、dM成正比。 值得注意，场的振幅与电长度dW有关，而不是仅与几何尺寸d 有关。 ④ 场的方向性：远区场的振幅还正比于sinO,在垂直于天线 轴的方向(0=90°)，辐射场最大；沿着天线轴的方向(0-0°)， 辐射场为零。这说明电基本振子的辐射具有方向性，这种方向 性也是天线的一个主要特性。 18
③ 场的振幅：远区场的振幅与r成反比；与I、dl/λ成正比。 值得注意，场的振幅与电长度dl/λ有关，而不是仅与几何尺寸dl 有关。 ④ 场的方向性：远区场的振幅还正比于sinθ，在垂直于天线 轴的方向(θ=90°)，辐射场最大；沿着天线轴的方向(θ=0°)， 辐射场为零。这说明电基本振子的辐射具有方向性， 这种方向 性也是天线的一个主要特性。 4电基本振子的辐射场 18
4电基本振子的辐射场 如果以电基本振子天线为球心，用一个半径为的球面把它 包围起来，那么从电基本振子天线辐射出来的电磁能量必然 全部通过这个球面，故平均坡印廷矢量在此球面上的积分值 就是电基本振子天线辐射出来的功率P。因为电基本振子天 线在远区任一点的平均坡印廷矢量为 s=R行Exn+-Rco., =ar sin 19
如果以电基本振子天线为球心，用一个半径为r的球面把它 包围起来，那么从电基本振子天线辐射出来的电磁能量必然 全部通过这个球面，故平均坡印廷矢量在此球面上的积分值 就是电基本振子天线辐射出来的功率Pr。因为电基本振子天 线在远区任一点的平均坡印廷矢量为 * 2 2 2 1 1 Re * Re 2 2 1 1 1 sin 2 2 2 2 av r r r r S E H a E H E Idl a a H a r = = = = = 4电基本振子的辐射场 19
4电基本振子的辐射场 所以辐射功率为 P=∮，Smds -”n织mno0a0 72 强 sin3Ode 2手 20
所以辐射功率为 4电基本振子的辐射场 2 2 2 0 0 2 3 0 2 2 1 sin sin 2 2 2 sin 2 2 4 1 2 2 2 3 3 2 av r S P S d S Idl r d d r Idl d Idl Idl = = = = = 20