Поле изотропного излучателя в свободном пространстве

Свободное пространство

Тема 1. Распространение радиоволн

Свободное пространство - однородная непоглощающая среда, для которой относительные диэлектрическая и магнитная проницаемости равны единице. Реально таких сред не существует, однако выражения, описывающие условия распространения радиоволн (РРВ) в этом простейшем случае, являются фундаментальными. РРВ в более сложных условиях характеризуется теми же выражениями с внесениям в них множителей, учитывающих влияния конкретных условий распространения.

Изотропный (очень малый по размерам излучатель) излучает во всех направлениях одинаково, т.е. создает вокруг себя электромагнитное поле сферической симметрии: в любом направлении на заданном расстоянии все характеристики поля одинаковы.

В природе нет изотропных излучателей в полном смысле этого определения, поэтому его следует рассматривать как некоторую абстракцию.

Пусть изотропный излучатель излучает мощность . Найдем напряженность поля в точке приема (рис. 1.1).

Рисунок 1.1

Известно, что вектор Умова-Пойтинга представляет собой векторное произведение векторов напряженности электрического поля и магнитного поля

. (1.1)

Так как векторы ивзаимно - перпендикулярны, то модуль вектора Пойтинга

, где Е и Н эффективные значения и.

Сферическую волну излучателя в точке можно при достаточно большом r считать плоской, для которой справедливо соотношение

, (1.2)

где - волновое сопротивление среды. Для свободного пространства

Тогда (1.3)

С другой стороны, при сферической симметрии поля излучателя, плотность потока энергии через единицу поверхности сферы равна

(1.4)

Приравняв выражения (1.3) и (1.4) получим

(1.5)

Из выражения (1.5) следует, что с увеличением излучаемой мощности увеличивается уровень напряженности поля в точке приема и дальность действия системы связи.

Дата добавления: 2014-01-04