2元 r>>1 ,则高次对于远区场。因 r>>α ,kr=项可以忽略,只剩下两个分量H.和 E。,得I Isin 0ZI I sin 0e-jbe-jkE。= jH2r2Λr式中 z=,为周围介质的波阻抗a电流元远区场的特点:传播方向为r,电场及磁场均与r垂直,远区(1)1Ee-Z场为TEM波,电场与磁场的关系为H电场与磁场同相,复能流密度仅有实部,能(2)1量不断向外辐射,所以远区场又称为辐射场
对于远区场。因 , ,则高次 项可以忽略,只剩下两个分量 和 ,得 r 1 2π kr = r H E kr r I l H j e 2 sin j − = kr r ZI l E j e 2 sin j − = 式中 为周围介质的波阻抗。 Z = 电流元远区场的特点: (1)传播方向为 r ,电场及磁场均与r 垂直,远区 场为TEM波,电场与磁场的关系为 Z 。 H E = (2)电场与磁场同相,复能流密度仅有实部,能 量不断向外辐射,所以远区场又称为辐射场
I I sin 0ZI I sin 0e-ibejbE。= JH. =2Ar24r远区场强振幅与距离r一次方成反比,这种衰减(3)不是介质的损耗引起的,而是球面波的自然扩散(4)远区场强振幅还与观察点所处的方位有关,这种特性称为天线的方向性。与方位角①及有关的函数称为方向性因子,以f(O, )表示z方向电流元具有轴对称特点,场强与方位角Φ无关,即 f(O,Φ)=sin。z向电流元在0=0的轴线方向上辐射为零,在与轴线垂直的0=90°方向上辐射最强
kr r I l H j e 2 sin j − = kr r ZI l E j e 2 sin j − = (3)远区场强振幅与距离 r 一次方成反比,这种衰减 不是介质的损耗引起的,而是球面波的自然扩散。 (4)远区场强振幅还与观察点所处的方位有关,这种 特性称为天线的方向性。与方位角 及 有关的函数称 为方向性因子,以 f (, ) 表示。 z 方向电流元具有轴对称特点,场强与方位角 无 关,即 f (,) = sin 。 z 向电流元在 = 0 的轴线方向上辐射为零,在与 轴线垂直的 = 90方向上辐射最强
I I sin 0ZI I sin 0eibejbEe=H=24r24r(5)电场及磁场的方向与时间无关,远区场为线极化。除了上述线极化特性外,其余四种特性是一切尺寸有限的天线远区场的共性,即一切有限尺寸的天线其远区场为TEM波,是一种辐射场,其场强振幅不仅与距离成反比,同时也与方向有关天线的极化特性和天线的类型有关。接收天线的极化特性必须与被接收的电磁波的极化特性一致,称为极化匹配
(5) 电场及磁场的方向与时间无关,远区场为线 极化。 kr r I l H j e 2 sin j − = kr r ZI l E j e 2 sin j − = 除了上述线极化特性外,其余四种特性是一切尺 寸有限的天线远区场的共性,即一切有限尺寸的天线, 其远区场为TEM波,是一种辐射场,其场强振幅不仅 与距离成反比,同时也与方向有关。 天线的极化特性和天线的类型有关。 接收天线的极化特性必须与被接收的电磁波的极 化特性一致,称为极化匹配
远区场中也有电磁能量的交换部分。但是由于交换部分的场强振幅至少与距离r成反比,而辐射部分的场强振幅与距离r成反比,因此,远区中交换部分所占的比重很小,近区中辐射部分可以忽略。E近区场远区场
远区场中也有电磁能量的交换部分。但是由于 交换部分的场强振幅至少与距离r 2 成反比,而辐射 部分的场强振幅与距离 r 成反比,因此,远区中交 换部分所占的比重很小,近区中辐射部分可以忽略。 近区场 远区场 E r
为了计算辐射功率P.,可将远区中的复能流密度矢量的实部沿半径为r的球面进行积分。即P, = f,Re(S.) ds式中S.为远区中的复能流密度矢量[E,P即 S。=E。xH。=e, /Ell H,=e,zZI2 sin ?A得= Re(S。)S.=e,42r2若周围为真空,波阻抗Z=Z。=120元Q,则辐射功率为台)P, = 80元212式中电流1为有效值
为了计算辐射功率Pr,可将远区中的复能流 密度矢量的实部沿半径为r 的球面进行积分。 式中Sc 为远区中的复能流密度矢量。 = S 即 Pr Re(Sc ) dS H Z Z E r E H r r 2 2 * c | | | | | || | 即 S = E H = e = e = e 得 Re( ) 4 sin 2 2 c 2 2 2 Sc = e = S r ZI l r 式中电流I 为有效值。 若周围为真空,波阻抗 ,则辐射 功率为 2 2 2 r 80π = l P I Z = Z0 =120π Ω