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,第8章 电磁辐射,1, 产生电磁波的振荡源一般为天线。随着振荡源频率的提高使电 磁波的波长与天线尺寸可相比拟时，就会产生显著的辐射。, 对于天线，我们关心的是它的辐射场强、方向性、辐射功率和 效率。, 天线的形式可分为线天线和面天线。, 本章由滞后位的概念出发，求解元电流的辐射场。再利用叠加 原理求解线天线和阵列天线的辐射问题。,2,本章内容,滞后位 电偶极子的辐射,3,其解为：,8.1 滞后位,在第4章引入了动态矢量位和动态标量位：,在洛仑兹条件下，其方程为,4,换言之，观察点处位函数随时间的变化总是滞后于源随时间的变化。滞后的时间是电磁波从源所在位置传到观察点所需的时间，故称为滞后位或推迟位。,物理意义：,时刻 t 空间任意一点 r 处的位函数并不取决于该时刻的电流和电荷分布，而是取决于比 t 较早的时刻 的电流或电荷分布。时间 正好是电磁波以速度 从源点 传到场点所需的时间。,例如：日光是一种电磁波，在某处某时刻见到的日光并不是该时刻太阳所发出的，而是在大约8分20秒前太阳发出的，8分20秒内光传播的距离正好是太阳到地球的平均距离。,5,6,电偶极子是一种基本的辐射单元，是长度 l 远小于波长的直线电流元，线上电流是均匀的，且相位相同。,由于电流元,代入,得电偶极子的矢量位,8.2 电偶极子的辐射,O,7,在球坐标系中,8,由此得到电偶极子的电磁场：,9,电偶极子周围的空间划分为三个区域： 近场区： 远场区： 过渡区：,写成分量形式,10,1. 近区场：,11,（1）电场表达式与静电偶极子的电场表达式相同；磁场表达式 与用毕奥一萨伐定律计算的恒定电流元产生的磁场表达式 相同。因此称其为似稳场或准静态场。,（2）电场和磁场存在2的相位差，能量在电场和磁场以及场 与源之间交换，没有辐射，所以近区场也称感应场。,12,2. 远区场（辐射场）：,13,电偶极子的方向图,远区场是横电磁波，电场、磁场和传播方向相互垂直;,远区场电磁场振幅比等于媒质的本征阻抗;,远区场是非均匀球面波，电磁场振幅与1/r 成正比;,远区场具有方向性，按 sin变化。,14,辐射功率,辐射电阻, 辐射电阻低,平均功率流密度为,15,例8.2.1 频率为10MHz的功率源馈送给电偶极子的电流为25A ，设电偶极子的长度为50 cm ，试计算： （1）赤道平面上离原点10 km 处的电场和磁场； （2）r =10 km 处的平均功率密度 ； （3）辐射电阻。,解：（1）, 远区场,故,16,（2）,（3）,17,
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