按关键词阅读: 动态 工程 第五 第五章 电磁波 II 电磁场 电磁辐射 工程电磁场
1、随时间变化的场源随时间变化的场源 或或J J产生的电磁场以波的形式产生的电磁场以波的形式在空间传播 , 这种现象被称为场源的电磁辐射 。
在空间传播 , 这种现象被称为场源的电磁辐射 。
今后主要讨论时谐电磁场 。
这主要基于两方面的今后主要讨论时谐电磁场 。
这主要基于两方面的考虑:考虑:一、在实际工程中 , 电磁发射往往是以某一频率的一、在实际工程中 , 电磁发射往往是以某一频率的正弦波为载频;正弦波为载频;二、时谐电磁场分析相对比较简单 , 其结果易于延二、时谐电磁场分析相对比较简单 , 其结果易于延拓到整个频域 , 并可借助傅里叶分析计算其它类型拓到整个频域 , 并可借助傅里叶分析计算其它类型的动态电磁场的动态电磁场 。
第五章第五章 。
2、 动态电磁场动态电磁场II II:电磁辐射与电磁波:电磁辐射与电磁波5 51 1 电磁辐射电磁辐射1 1电偶极子的电磁场电偶极子的电磁场图 电偶极子(元天线)(P220 , 图5-6)图示电偶极子图示电偶极子I I l l是最简单的电磁是最简单的电磁辐射元件 , 通常称产生电磁辐射的辐射元件 , 通常称产生电磁辐射的元件为元件为天线天线 。
设电偶极子长度 。
设电偶极子长度 l l远小于其上电流频率对应的电磁波远小于其上电流频率对应的电磁波波长 , 其横截面忽略不计 。
波长 , 其横截面忽略不计 。
为为电流有效值相量 。
电流有效值相量 。
IeAH sinjkr)(1er4lI/ jkr20re eHE sin)rkjkr( 。
3、1re4lIjcosjkr)(1re2lIjj1223jkr03jkr0电偶极子的电磁场相当复杂 , 然而我们可以根据电偶极子的电磁场相当复杂 , 然而我们可以根据 kr kr (rad)(rad)取取值的不同研究电偶极子在近场和远场处的电磁场量 。
值的不同研究电偶极子在近场和远场处的电磁场量 。
2 2近场与远场近场与远场vk212rkr(1 1)近场:)近场: r1j kreeeE30r30r4lIjr2lIjsincoseH2r4lIsin无相位滞后无相位滞后5050HzHz工频电磁场工频电磁场qjIeeE30r30r4lqr2lqsincos将上述电场强度和磁场强度分别与电偶极子产生的静电场的电场 。
4、强将上述电场强度和磁场强度分别与电偶极子产生的静电场的电场强度和电流元产生的恒定磁场的磁场强度相对比 , 可以看出 , 其场分布度和电流元产生的恒定磁场的磁场强度相对比 , 可以看出 , 其场分布是相同的 。
是相同的 。
事实上近场也有平均功率在传输 , 而且正是这部分功率提供了向事实上近场也有平均功率在传输 , 而且正是这部分功率提供了向外空间传送的辐射功率 , 只是相对于存储在近场的功率而言 , 其值外空间传送的辐射功率 , 只是相对于存储在近场的功率而言 , 其值可以忽略不计 。
(可以忽略不计 。
(krkr部分为辐射出的功率 , 而部分为辐射出的功率 , 而1 1部分为近场功率)部分为近场功率)此外 , 场与源的相位完全相同 , 两者之间没有时差 。
因此 。
5、 , 虽然此外 , 场与源的相位完全相同 , 两者之间没有时差 。
因此 , 虽然源随时间变化 , 但它产生的近场与静态电磁场的特性完全相同 , 无源随时间变化 , 但它产生的近场与静态电磁场的特性完全相同 , 无滞后效应 , 所以近场也称为似稳场 。
滞后效应 , 所以近场也称为似稳场 。
同时 , 从上式还可看出 , 电场强度和磁场强度的相位差(时间上同时 , 从上式还可看出 , 电场强度和磁场强度的相位差(时间上差差T/4T/4)为)为9090, 故坡印廷矢量的平均值 , 故坡印廷矢量的平均值S Savav为零 。
空间上也相互垂为零 。
空间上也相互垂直 。
这说明存储在电偶极子附近空间的能量表现为电场与磁场之直 。
这说明存储在电偶极子附近空间的能量表现为电场与磁场之间 。
【工程电磁场|工程电磁场 第五章 动态电磁场II:电磁辐射与电磁波】6、相互交换的方式 , 而并不产生向无限远空间传送的电磁辐射 。
间相互交换的方式 , 而并不产生向无限远空间传送的电磁辐射 。
(2 2)远场:)远场: 1krrjkrjkrrkrkjkr112222eEjkr02er4lkIjsineHjkrer4lkIjsinE E 和和H H 都没有都没有e er r 方向 , 此方向 , 此时空间上相互垂直 , 但是时空间上相互垂直 , 但是时间上相位一致 , 在理想时间上相位一致 , 在理想媒质中传播只存在有功媒质中传播只存在有功S Savav , 而没有无功 。
而没有无功 。
可以看出 , 远场中电场强度和磁场强度在空间上相互垂直可以看出 , 远场中电场强度和磁场强度在空间上相互垂直并与半径为并与半径为r 。
稿源:(未知)
【傻大方】网址:/a/2021/0926/0024178635.html
标题:工程电磁场|工程电磁场 第五章 动态电磁场II:电磁辐射与电磁波