ЛЕКЦИЯ № 10

Основы теории излучения эМВ

Учебные вопросы:

1. Физическая сущность процесса излучения ЭМВ в свободное пространство. Излучение эмв в свободное пространство.

2. Теорема запаздывающих потенциалов.

3. Возбуждение ЭМВ заданными источниками. Элементарные излучатели и их основные типы.

4. Электромагнитное поле элементарного вибратора.

ВВЕДЕНИЕ

На сегодняшней лекции рассмотрим простейшую модель излучателя - элементарный электрический вибратор. Хотя он и является математической моделью вследствие рассмотренных в лекции ограничений, тем не менее позволяет уяснить сущность процесса излучения, ответить на вопросы:

-откуда берутся ЭМВ?

-какие свойства и структура поля элементарного излучателя?

-каковы характеристики поля элементарного излучателя?

Актуальность данной темы обусловлена тем, что в военных средствах РТО применяется большое количество разнообразных вибраторных антенн. Простейшей антенной является элементарный электрический вибратор. В качестве примера такой антенны может быть рассмотрена антенна приводной аэродромной радиостанции ПАР-9. В диапазоне рабочих частот этой станции (150кГц-1,75 МГц) антенна является элементарным электрическим вибратором.

Для РСДН-20, РСДН-3, РСДН-10 элементарность антенн еще более выражена.

1.ФИЗИЧЕСКАЯ СУЩНОСТЬ ПРОЦЕССА ИЗЛУЧЕНИЯ ЭМВ В СВОБОДНОЕ ПРОСТРАНСТВО. Излучение ЭМВ в свободное пространство

Те из вас, кто регулярно и своевременно прорабатывает изучаемый материал, а именно помнит и хорошо понимает физический смысл уравнений Максвелла, уже сейчас мог бы высказать свои предположения на этот счет

,

Сами уравнения подводят нас к пониманию того, что ток связанных зарядов может циркулировать в диэлектрике и свободном пространстве в виде тока смещения. При этом в отношении образования магнитного поля ток смещения играет такую же роль, что и ток проводимости. Это означает, что любой диэлектрик и свободное пространство можно условно считать проводником тока смещения.

Из большого разнообразия схем источников тока смещения рассмотрим самую простую, состоящую из конденсатора, питаемого источником переменной ЭДС (рис.1а). Электрическое поле, формируемое такой системой, изображено на рис.1 б.

а б

Рис.1. Электрическое поле конденсатора

Считая, источник (рис.1), питающий конденсатор, переменным, можем сделать вывод, что и сформированное поле - переменное, которому соответствует ток смещения с плотностью

.

Пространство, окружающее конденсатор, обладает способностью проводить ток смещения, часть которого может ответвляться в окружающее пространство. Часть ответвляющегося тока остается связанной с конденсатором, а часть - отрывается от него и уходит в окружающее пространство, образуя свободно распространяющиеся токи смещения. Эти токи, которым соответствует переменное во времени электрическое поле и связанное с ним магнитное поле, формируют излучаемую радиоволну.

Примером излучателя, в котором свободная часть электромагнитного поля значительно больше связанной части может являться устройство следующего вида: пластины рассмотренного конденсатора развернуты на 90⁰ (рис.2). Именно такая макроскопическая модель была рассмотрена Г.Герцем в 1888 году как излучающая электромагнитные волны система (рис.3).

Рис.2 Рис.3

Дата добавления: 2014-01-11