ЭД / Новая папка / ЛК 11_12_ТЭД_и_РРВ

ЭД и РРВ (ЛК 11, ЛК 12)

Излучение электромагнитных волн

∙принцип излучения электромагнитных волн;

∙понятие элементарного электрического излучателя;

∙поле излучения элементарного электрического вибратора;

∙мощность и сопротивление излучения элементарного электрического излучателя;

∙диаграмма (характеристика) направленности элементарного электрического излучателя;

∙понятие элементарного магнитного излучателя;

∙суть принципа перестановочной двойственности;

∙структура поля элементарного магнитного излучателя;

∙характеристики направленности элементарного магнитного излучателя.

ЭД и РРВ (ЛК 11, ЛК 12) Принцип излучения электромагнитных волн

Возможность излучения электромагнитных волн и их распространение следу- ет из уравнений Максвелла:

Из этих уравнений видно следующее:

1.Ток может циркулировать в свободном пространстве в виде тока смещения даже при токе проводимости равном нулю.

2.Ток проводимости и ток смещения создают вокруг себя магнитное поле.

3.Магнитное поле порождает электрическое поле, которое в свою очередь, создает ток смещения, и далее цикл повторяется.

ЭД и РРВ (ЛК 11, ЛК 12) Принцип излучения электромагнитных волн

Распространение тока смещения в пространстве связано с распространением электромагнитной энергии, а принципиальная возможность излучения этой энергии следует из теоремы Умова-Пойнтинга.

Таким образом, любая электрическая схема способна создавать в пространст- ве токи смещения, т.е. излучать электромагнитную энергию.

ЭД и РРВ (ЛК 11, ЛК 12)

Понятие элементарного электрического излучателя

Элементарным электрическим излучателем называется короткий по срав- нению с длиной волны провод (l << λ), по которому течет гармонический электрический ток i = Imст cosωt , амплитуда и фаза которого одинаковы в лю-

бой точке провода (рис. а). Такая модель излучателя является идеализирован- ной, удобной для анализа излучающей системы, так как практическое созда- ние излучателя с неизменной по всей длине амплитудой и фазой тока невоз- можно. Однако диполь Герца (рис. б) оказывается весьма близким по своим свойствам к элементарному излучателю. Благодаря металлическим шарам, которые обладают значительной емкостью, амплитуда тока слабо изменяется вдоль проводника.

ЭД и РРВ (ЛК 11, ЛК 12)

Понятие элементарного электрического излучателя

Imст

ЭД и РРВ (ЛК 11, ЛК 12)

Поле излучения элементарного электрического вибратора

Iст

Е

В

ЭД и РРВ (ЛК 11, ЛК 12)

Поле излучения элементарного электрического вибратора

ЭД и РРВ (ЛК 11, ЛК 12)

Поле излучения элементарного электрического вибратора

Iст

Е

В

ЭД и РРВ (ЛК 11, ЛК 12)

Поле излучения элементарного электрического вибратора

При анализе поля излучения элементарного электрического вибратора приня- то все пространство разбивать на три зоны (в зависимости от величины kr, на-

зываемого электрическим расстоянием):

∙ближнюю или зону индукции (kr << 1, r < λ);

∙промежуточную (kr ≈ 1, r ≈ λ);

∙дальнюю или волновую зону (kr >> 1, r > λ).

Наибольший интерес представляет поле излучения диполя Герца в дальней зоне. Выражения для комплексных амплитуд векторов E и H электромагнит- ного поля, создаваемого диполем Герца в дальней зоне записываются в сле- дующем виде:

где Zc = μa εa =120π ≈ 377 Ом – волновое сопротивление среды.