《電磁場與電磁波》課件8電磁輻射

積分形式和微分形式的麥克斯韋方程、有源區(qū)域和無源區(qū)域中的麥克斯韋方程。麥克斯韋方程組

No.5質(zhì)能方程

No.4勾股定理

No.3牛頓第二定律

No.2歐拉公式

No.1麥克斯韋方程

十個最偉大的公式

No.10圓的周長公式

No.9傅立葉變換

No.8德布羅意方程組

No.71+1=2

No.6薛定諤方程

小結(jié)：磁生電，電生磁

（由近及遠(yuǎn)傳遞下去，實現(xiàn)通信）

場源磁場磁場磁場磁場磁場電場電場電場電場電磁波是載波，把信息從這拉到那，實現(xiàn)通信。電與磁是波動的，即這個時刻在這，下個時刻在那！第7章電磁輻射

電基本振子的輻射磁基本振子的輻射

電基本振子又稱電流元，它是指一段理想的高頻電流直導(dǎo)線，其長度dl遠(yuǎn)小于波長λ，其直徑遠(yuǎn)小于長度，同時振子沿線的電流I處處等幅同相。用這樣的電流元可以構(gòu)成實際的更復(fù)雜的天線，因而電基本振子的輻射特性是研究更復(fù)雜天線輻射特性的基礎(chǔ)。電基本振子的輻射近區(qū)場的特點：

1）在近區(qū)，場表達(dá)式與靜電場中電偶極子產(chǎn)生的電場以及恒定電流產(chǎn)生的磁場相似。因此，近區(qū)場稱為準(zhǔn)靜態(tài)場。2）由于場強(qiáng)與1/r的高次方成正比，因此近區(qū)場隨距離的增大而迅速減小，即離天線較遠(yuǎn)時，可認(rèn)為近區(qū)場近似為零。3）電場與磁場相位相差90°，說明坡印廷矢量為虛數(shù)，也就是說，電磁能量在場源和場之間來回振蕩，沒有能量向外輻射。因此，近區(qū)場又稱為感應(yīng)場。7.2.2遠(yuǎn)區(qū)場

kr>>1即（r>>λ/(2π)）的區(qū)域稱為遠(yuǎn)區(qū)，在此區(qū)域內(nèi)遠(yuǎn)區(qū)場有如下特點：1）僅有兩個場分量，該兩場分量與矢徑r三者方向相互垂直，且符合右手螺旋法則。2）電基本振子的遠(yuǎn)區(qū)場為一沿徑向向外傳播的電磁波。電磁能量離開場源向空間輻射出去，因此稱為輻射場。3)在方位上，場與θ有關(guān)，在不同的θ方向上，其輻射強(qiáng)度是不同的。當(dāng)θ=90o方向時，輻射最強(qiáng)；當(dāng)θ=0o方向時，輻射為零。例題電基本振子放置于Z軸上，研究其遠(yuǎn)區(qū)輻射場，其中電場方向、磁場方向和傳播方向中，傳播方向是

；電場方向是

；磁場方向的是

。

遠(yuǎn)區(qū)場的坡印廷矢量平均值為

有能量沿r方向向外輻射，故遠(yuǎn)區(qū)場又稱為輻射場。所以輻射功率為空氣中例題:已知天線所發(fā)射的球面電磁波的電場和磁場分別為：求天線的發(fā)射功率?國家對安全輻射標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定為：對人們長期居住、生活、工作的場所需滿足安全區(qū)輻射標(biāo)準(zhǔn)：最大輻射功率密度為10uW/c。若一個GSM基站發(fā)射機(jī)額定功率為10W，天線的增益為21dB，且與發(fā)射機(jī)共軛匹配。試問在距離基站為200m的場所是否達(dá)到安全區(qū)標(biāo)準(zhǔn)(設(shè)該場所位于天線的最大輻射方向上)？若一個人的有效面積為1.70×0.5，有多少輻射功率照射在該場所上的一個人身上？解：在發(fā)射天線的最大輻射方向上，輻射功率密度為：滿足安全區(qū)輻射條件。人身上接受的輻射功率為7.3磁基本振子的輻射一個置于坐標(biāo)原點的、半徑為a的小圓環(huán),如圖所示。若小圓環(huán)的周長遠(yuǎn)小于波長,而環(huán)上的電流的幅度及相位處處相同。通常稱這種小電流環(huán)為磁基本振子。

磁基本振子的場為磁基本振子的遠(yuǎn)區(qū)輻射場

小電流環(huán)是一種實用天線，稱之為環(huán)型天線。事實上，