《电磁场与电磁波》课程教学资源（PPT课件）10 电磁辐射及原理

k1 I sin 0ZJ-jbH.Pk'rE4元krg, uk3I l cos0jikH1E.=-Jk?r2k32元00Eek3I lsin 1Iiky E。=-J4元08kr7OH。= H, = E.= 0可见，在球坐标系中，z向电流元场强具有H。E,及E。三个分量,而分量 H。= H,= E。=0 。电流元产生的电磁场为TM波

可见，在球坐标系中，z 向电流元场强具有 ， 及 三个分量，而分量 。 H Er E H = Hr = E = 0 kr k r k r k I l H j 2 2 2 e j 1 4π sin −       = +   = = = 0 H Hr E e j 1 2π cos j j 2 2 3 3 3 kr r k r k r k I l E −       = − +   kr k r k r k r k I l E j 2 2 3 3 3 e 1 j 1 4π sin j −       = − − + +    电流元产生的电磁场为TM 波。  r Il z y x   ,  E Er H

k?I l sin 1j-jkrHekar4元krk'I I cos 1e-jkE, =-Jk2r2k3r2元08k'I I sin 01ikE。=-j4元0kr7H。= H, = E= 0r<<的区域称为近区；r>>的区域称为远区近区中的电磁场称为近区场，远区中的电磁场称为远区场在电磁场中，物体的几何尺寸无关紧要，重要的是物体的波长尺寸，即以波长度量的尺寸

近区中的电磁场称为近区场，远区中的电磁场 称为远区场。 在电磁场中，物体的几何尺寸无关紧要，重要 的是物体的波长尺寸，即以波长度量的尺寸。 kr k r k r k I l H j 2 2 2 e j 1 4π sin −       = +   = = = 0 H Hr E e j 1 2π cos j j 2 2 3 3 3 kr r k r k r k I l E −       = − +   kr k r k r k r k I l E j 2 2 3 3 3 e 1 j 1 4π sin j −       = − − + +    r   的区域称为近区； r   的区域称为远区

kI I sin 01jle-ikrH.k2r?4元(krk'1 I cos01leikE, =-Jk?r?k3r32元0k31 I sin 01-jkE。=-Jk?r4元08krH。=H, =E。=0r< kr=测低次项可以对于近区场。因7忽略，且令，那么 e-ir～1krI I cos0I I sin 0I I sin 0HE. =4元r22元0834元0 r3

kr k r k r k I l H j 2 2 2 e j 1 4π sin −       = +   = = = 0 H Hr E e j 1 2π cos j j 2 2 3 3 3 kr r k r k r k I l E −       = − +   kr k r k r k r k I l E j 2 2 3 3 3 e 1 j 1 4π sin j −       = − − + +    对于近区场。因 ， ，则低次项 可以 忽略，且令 ，那么 r   1 2π kr = r         kr 1 e 1 j  − kr 4π sin 2 r I l H   = 3 2π cos j r I l Er   = − 3 4π sin j r I l E    = −

11ejkr1、近区场~1kr<<13.2(kr)?kr(kr)2k3 Il cos 01jIl cos 0JehE. :E.(kr)?4元(kr)2元0r3Il sin θk3 Il sin 01jiE.le-jkrE.4元03(kr)?4元08(kr)krIl sin 0k2ll sin 01Hsjle-jkr4元r2H。=几4元kr(kr)I = joqPecoseql cosoE, =2元g32元83ql sin θpe sin 0E.准静态场4元g32元g3Il sin 0H4 元r29

9 2 3 1 1 1 , e 1 ( ) ( ) jkr kr kr kr − 1、近区场： kr 1    I = jq jkr jkr jkr r k r k r k Il j H k r j k r k r k Il j E k r j k r k Il E − − − = + = + − = − ]e ( ) 1 [ 4 sin ]e ( ) ( ) 1 [ 4 sin ]e ( ) ( ) 1 [ 4 2 cos 2 2 2 3 3 2 3 3              2 3 3 4 sin 4 sin 2 cos r Il H r Il E j r Il E j r         = = − = −      2 3 3 3 3 4 sin 2 sin 4 sin 2 cos 2 cos r Il H r p r ql E r p r ql E e e r                 = = = = =      准静态场

ql cosaP.cos0E, =2元g32元g3电偶极子 qlql sin θpe sin 0E. =4元g.32元g3p42Il sin 0H恒定电流元n4元r2近区场与静态场完全相同，无滞后现象，所以近区场称为似稳场元，复能流密度的电场与磁场的时间相位差为实部为零。能量没有单向流动，完全被束缚在源的周围，因此近区场又称为束缚场

近区场与静态场完全相同，无滞后现象，所以 近区场称为似稳场。 电场与磁场的时间相位差为 ，复能流密度的 实部为零。能量没有单向流动，完全被束缚在源的 周围，因此近区场又称为束缚场。 2 π 恒定电流元 Il 电偶极子 ql p42 2 3 3 3 3 4 sin 2 sin 4 sin 2 cos 2 cos r Il H r p r ql E r p r ql E e e r                 = = = = =