北大天线理论课件：第一章基本振子天线

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zaII0，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： jkrzlljkrzerlIadzerIazyxA4ˆ4ˆ,,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 0A 依据rArArraAH1ˆ10，得到磁场表达式： jkrerrkjlIH2014sin （2-3 ） 0rH 0H 由HjE 1可得电场表达式为： jkrrejrrklIE320012cos （2-4 ） jkrerjrrkjlIE32200114sin （2-5） 0E 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）  2r（或1kr）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  0HHEr 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 ...