第6章天线辐射与接收的基本理论 下面首先介绍电基本振子的辐射特性 在电磁场理论中,已给出了在球坐标原点O沿z轴放置的电 基本振子(图62)在周围空间产生的场为 12 E cOS 4 wEc 2 E sin e 47r w80 H。=Am sin e
第6章 天线辐射与接收的基本理论 下面首先介绍电基本振子的辐射特性。 在电磁场理论中, 已给出了在球坐标原点O沿z轴放置的电 基本振子(图6 2) cos 2 4 0 2 r w Il E j r = − sin 2 4 0 3 r w Il E = − j sin 4 2 r Il H =
第6章天线辐射与接收的基本理论 对式(622)进行分析可知 ①在近区,电场E0和Er与静电场问题中的电偶极子的电场 相似,磁场H和恒定电流场问题中的电流元的磁场相似,所以 近区场称为准静态场 ②由于场强与1/r的高次方成正比,所以近区场随距离的增 大而迅速减小,即离天线较远时,可认为近区场近似为零。 电场与磁场相位相差90°,说明玻印廷矢量为虚数,也 就是说,电磁能量在场源和场之间来回振荡,没有能量向外辐 射,所以近区场又称为感应场
第6章 天线辐射与接收的基本理论 对式（6 2 2）进行分析可知: ① 在近区, 电场Eθ和Er与静电场问题中的电偶极子的电场 相似, 磁场Hφ和恒定电流场问题中的电流元的磁场相似, 所以 近区场称为准静态场; ② 由于场强与1/r的高次方成正比, 所以近区场随距离的增 大而迅速减小, 即离天线较远时, 可认为近区场近似为零。 ③ 电场与磁场相位相差90° , 说明玻印廷矢量为虚数, 也 就是说, 电磁能量在场源和场之间来回振荡, 没有能量向外辐 射, 所以近区场又称为感应场
第6章天线辐射与接收的基本理论 (2)远区场 实际上,收发两端之间的距离一般是相当远的(kn,即 rM2π),在这种情况下,式(621)中的12和1r3项比起1项 而言,可忽略不计,于是电基本振子的电磁场表示式简化为 k/ E sin ee Jkr wsoL Ho=j.sin Be 4 式中, K2=w2602,=2xf=2mc/ ×10(F/m) 36丌
第6章 天线辐射与接收的基本理论 (2) 实际上, 收发两端之间的距离一般是相当远的（kr1 , 即 rλ /2π）, 在这种情况下, 式（6 2 1）中的1/r2和1/r3项比起1/r项 而言, 可忽略不计, 于是电基本振子的电磁场表示式简化为 jkr e w r k Il E j − = sin 4 0 2 jkr e r k Il H j − = sin 4 式中, 0 0 , 2 2 / 2 2 K = w u w = f = c 10 ( / ) 36 1 9 0 F m − =
第6章天线辐射与接收的基本理论 40=4x×10(H/m) 7 =120丌 将上式代入式(623)得电基本振子的远区场为 60x E sIn de jh H 对式(625)进行分析可知
第6章 天线辐射与接收的基本理论 4 10 ( / ) 7 u0 H m − = 120 0 0 = = u 将上式代入式（6 2 3）得电基本振子的远区场为 jkr e r Il E j − = sin 60 jkr e r Il H j − = sin 2 对式（6 2 5）进行分析可知:
第6章天线辐射与接收的基本理论 ①在远区,电基本振子的场只有E和H两个分量,它们在 空间上相互垂直,在时间上同相位,所以其玻印廷矢量 S- 是实数,且指向r方向。这说明电基本振子的远区场 是一个沿着径向向外传播的横电磁波,所以远区场又称辐射场 ②EH=nw24=120兀(9)是一常数,即等于媒质的 本征阻抗,因而远区场具有与平面波相同的特性 ③辐射场的强度与距离成反比,随着距离的增大,辐射场 减小。这是因为辐射场是以球面波的形式向外扩散的,当距离 增大时,辐射能量分布到更大的球面面积上
第6章 天线辐射与接收的基本理论 ① 在远区, 电基本振子的场只有Eθ和Hφ两个分量, 它们在 空间上相互垂直, 在时间上同相位, 所以其玻印廷矢量 是实数, 且指向 r 方向。 这说明电基本振子的远区场 是一个沿着径向向外传播的横电磁波, 所以远区场又称辐射场; ② Eθ /Hφ=η= =120π（Ω）是一常数, 即等于媒质的 本征阻抗, 因而远区场具有与平面波相同的特性; ③ 辐射场的强度与距离成反比, 随着距离的增大, 辐射场 减小。 这是因为辐射场是以球面波的形式向外扩散的, 当距离 增大时, 辐射能量分布到更大的球面面积上; 0 0 u / s = E H 2 1