Электромагнитные поля и волны. Маслов М.Ю. - 23 стр.

UptoLike

Составители: 

23
Перенос
энергии
в
дальней
зоне
θ
ε
µ
λ
2
2
0
~
sin
22
1
Re
a
a
ст
m
ср
r
lI
r
=Π=Π
r
rr
.
Скорость
переноса
энергии
00
00
0
Vr
r
V
Э
r
r
r
==
µε
.
Характеристическое
сопротивление
среды
c
a
a
Z
H
E
==
ε
µ
ϕ
θ
.
для
вакуума
Ом
Z
c
,120
0
0
π
ε
µ
==
.
Промежуточная
зона
(
зона
интерференции
): 1
kr
Существенное
влияние
на
величину
поля
оказывают
все
компоненты
,
таким
образом
,
присутствуют
как
индукционное
поле
,
так
и
поле
волнового
характера
.
Направленные
свойства
ЭЭВ
.
Анализ
выражений
для
поля
в
дальней
зоне
ЭЭВ
позволяет
сделать
вывод
о
том
,
что
интенсивность
излучения
в
различных
направлениях
различна
.
В
частности
ЭИ
не
излучает
вдоль
своей
оси
(
πθ
,0=
),
а
при
2
π
θ
=
интенсивность
излучение
максимальна
.
Для
того
чтобы
охарактеризовать
угловую
зависимость
любой
системы
в
дальней
зо
-
не
пользуются
характеристикой
направленности
.
Выражение
излучающей
системы
имеет
следующую
структуру
:
{
{
( )
321
44 344 21
r
r
фаза
krti
XH
амплитуда
a
a
ст
m
орт
e
r
lIi
E
=
ω
θ
ε
µ
λ
θ
sin
2
0
Зависимость
амплитуды
поля
от
угловых
координат
при
фиксированном
расстоянии
до
точки
наблюдения
характеристика
направленности
(
ХН
):
(
)
(
)
ϕθϕθ
,, fE
m
=
(
)
( )
( )
=
ϕθ
ϕθ
ϕ
,
,
,
00
F
E
E
макс
m
нормированная
ХН
.
То
есть
нормированная
ХН
не
зависит
от
амплитуды
токов
излучателя
и
определяется
только
его
геометрическим
размером
.
Для
ЭЭИ
ХН
в
полярных
координатах
имеет
вид
:
(
)
(
)
θ
θ
ϕ
θ
sin,
=
=
FF
0
0
θ
0
180
θ
0
270
θ
E
θ
0
90=
ϕ
0
0=
ϕ
0
270=
ϕ
0
180=
ϕ
ϕ
E
(
)
1
=
ϕ
F
       Перенос энергии в дальней зоне
                                                            2
       r              r~  r    1  I mст l                          µa
       Π    ср   = Re Π = r 0 ⋅                       
                                                                       sin   2
                                                                                  θ .
                               2  2λr                              εa
       Скорость переноса энергии
        r      r
               r0     r
       VЭ =         = r0 V 0 .
                  ε 0µ0
       Характеристическое сопротивление среды
       Eθ           µa
          =            = Zc .
       Hϕ           εa
       для вакуума
                   µ0
       Zc =           = 120 π , Ом .
                   ε0
       Промежуточная зона (зона интерференции): kr ≈ 1
       Существенное влияние на величину поля оказывают все компоненты, таким образом,
присутствуют как индукционное поле, так и поле волнового характера.
       Направленные свойства ЭЭВ.
       Анализ выражений для поля в дальней зоне ЭЭВ позволяет сделать вывод о том, что
интенсивность излучения в различных направлениях различна. В частности ЭИ не излучает
                                                 π
вдоль своей оси ( θ = 0, π ), а при θ =                интенсивность излучение максимальна.
                                                 2
       Для того чтобы охарактеризовать угловую зависимость любой системы в дальней зо-
не пользуются характеристикой направленности.
       Выражение излучающей системы имеет следующую структуру:
       r r i ⋅ I mст ⋅ l µ a
        •
                                        i (ωt − kr )
       E = θ0 ⋅              ⋅ sin
                               {   θ ⋅ e1  23
           { 2λ r        ε a XH
           орт 14                         фаза
                 4244    3
                      амплитуда


       Зависимость амплитуды поля от угловых координат при фиксированном расстоянии
до точки наблюдения – характеристика направленности (ХН):
                                                                                                  ϕ = 900         E
       E m (θ , ϕ ) = f (θ , ϕ )

          E m (θ , ϕ )                                                                                        ϕ
                                = F (θ , ϕ ) −       нормированная ХН.                   ϕ = 1800                 ϕ = 00
        E макс (θ 0 , ϕ 0   )
                                                                                         F (ϕ ) = 1         ϕ = 270   0

       То есть нормированная ХН не зависит от амплитуды токов
излучателя и определяется только его геометрическим размером.                                 θ = 00
                                                                                                       θ              E
       Для ЭЭИ ХН в полярных координатах имеет вид:
       F (θ , ϕ ) = F (θ ) = sin θ                                                 θ = 2700

                                                                23                                     θ = 1800