《电磁波的辐射》PPT课件.ppt

电磁场理论和实践证明，随时间变化的电荷、电流分布会激发随时间变化的电磁场，时变电磁场可以脱离场源以波的形式向远处传播，这种现象称为电磁波的辐射。辐射电磁波的装置称为天线。天线既能辐射电磁波，又能接收电磁波，故称为无线电设备的“耳目”，它是无线电通信、导航、雷达、遥测、射电天文、电子对抗和信息战等应用系统的重要组成部分。严格地说，求解辐射问题就是根据天线的边界条件求解麦克斯韦方程组。然而，这种严格求解在数学上往往遇到很大的困难，有时甚至是不可能的。因此，实践中采用近似解法，即先近似求得场源分布，再根据场源分布（或等效场源分布）求辐射场。,天线按形式大致可分为线天线和面天线两大类。线天线由半径远小于工作波长的金属导线构成，主要用于长波、中波、短波和超短波波段；面天线由尺寸大于工作波长的导体曲面构成，主要用于微波波段。由于这两类天线的不同特点，求解其辐射场的方法也不相同。对于前者，一般是由天线的电流分布求辐射场，而对于后者，则采用等效场源法求解口径面的衍射场。在本章中，首先根据麦克斯韦方程组引入时变场的位函数，建立其所满足的方程并得出滞后位解。据此求解两种基本辐射单元的辐射场，再由迭加原理讨论基本线天线的辐射。对于面天线，则从惠更斯原理出发，在已知口径面上电磁场分布的情况下求解辐射场。,设时变电荷 分布在体积元 内，以外无电荷分布。体积元 的总电荷可视为点电荷，所产生的电位为。以电荷所在处为坐标原点，则 满足方程：,8.1.3 滞后位,（8-1-8）,式（8-1-8b）为齐次波动方程。由于点电荷激发的电场具有球对称性，故在球坐标系中，标量位 仅与 有关。于是，,图8-5-2 不同电长度对称振子的E面方向图,式中,（8-6-9）,称为阵因子方向性函数，简称阵因子，阵因子与阵元本身的结构尺寸和取向无关。,由对称振子场的表达式（8-5-5 a），有,（8-6-10）,式中，为阵元的方向性函数，也称阵元因子。阵元因子仅取决于阵元的结构尺寸和取向，与阵元的排列方式无关。,