第一章 基本振子的辐射 基本振子是最基本的辐射源,是研究和分析各类线天线的基础,它包括基本电振子和基本磁振子。而研究面天线的基本辐射源是惠更斯源。 § 1 基本电振子(Electric Short Dipole) 1. 定义 一段理想的高频电流直导线,长度l,半径la ,沿线电流均匀分布(等幅同相)。又称电流源。 2.空间场分布 假设电流源位于坐标原点,沿着 z 轴放置,长度为l,其上电流等幅同相分布,即zaII0,这里0I 是常数。 基本电振子示意图 为求其空间的场分布,首先求出其矢量磁位A ,再由A求出电场E 和磁场H 。 根据电磁场理论,电流分布zaIzyxIˆ,,0'''的电流源, 其矢量磁位A 可以表示为: '''',,,4,,dlrezyxIzyxAjkrel (2-1) zyx,,--观察点坐标 ''',,zyx--源点坐标 r --源点到观察点的距离 由于基本电振子的长度l远小于波长和距离 r ,因此式(2-1)可以表示成: jkrzlljkrzerlIadzerIazyxA4ˆ4ˆ,,0'2/2/0 (2-2) 引用直角坐标与球坐标的变换关系,将(2-2)式改写为: cos4cos0rleIAAjkrzr sin4sin0rleIAAjkrz 0A 依据rArArraAH1ˆ10,得到磁场表达式: jkrerrkjlIH2014sin (2-3 ) 0rH 0H 由HjE 1可得电场表达式为: jkrrejrrklIE320012cos (2-4 ) jkrerjrrkjlIE32200114sin (2-5) 0E 由此可见,基本电振子的场强矢量由三个分量H 、rE 、E 组成。式(2-3)、(2-4)、(2-5)是一般表达式,对于任意距离r 的场点都适用。 2 . 场区域划分 基本电振子的场矢量与距离 r 关系复杂,必须分区进行讨论。 (1).近区场(Near-Field Region) 2r(或1kr)的区域称为近场区,此区域内: 32111krkrkr 1 jkre 近区电磁场表达式为: 3002cos1rlIjEr 3004sin1rlIjE 204sinrlIH 0HHEr 近区场特点: (a) 准静态场 随时间变化之外,与静电场中电偶极子产生的电场和恒定电流产生的磁场表达式相同; (b) 感应场 电场和磁场相位相差2,坡印廷矢量平均值 ...