4.3 Ближняя зона излучения.

Ближний зоной называется зона, для которой

kr<<1; (4.14а)

или

2r/<<1, т.е. r<<; (4.14б)

При этих условиях e^-jkr ≈ 1, тогда составляющая ЭМП_н в ближней зоне имеет вид

; (4.15а)

; (4.15б)

; (4.15в)

Поток энергии определятся вектором Гойтнинга, причем он равен E*H, значит здесь 2 потока. Из уравнений 4.15 следует, что в ближней зоне существует 2 составляющих потока

; (4.16)

В ближней зоне отсутствует волновой процесс, т.к. e^-jkr ≈ 1, т.е. волновой множитель отсутствует.

ЭМП_н представляет собой стационарное поле, создаваемое силовыми линиями. Это зона индукции.

4.4. Дальняя зона излучения элементарного электрического вибратора(излучателя).

Условием дальней зоны является:

r>>, т.е kr = 2r/>>1; (4.17)

Отсюда следует, что 1/kr>>1/(kr)² >>1/(kr)³ .

Тогда в уравнениях 4.13 сохраняем только члены низших степеней, получим:

; (4.18а)

; (4.18б)

; (4.18в)

Амплитудные зн-я E_ и Н_ получим, принимая во внимание, что к = 2/,  = 2f = 2с/, получим:

; (4.19а)

; (4.19б)

Вектор Гойнтинга определяется

А средняя плотность мощности

; (4.20).

Характеристическое сопротивление волны в дальней зоне определяется выражение

м; (4.21), т.е. как полученное ранее для плоской волны.

Подставляя 4.19 в 4.20 получим:

; (4.22)

Средняя мощность которая излучается антенной в дальней зоне.

Из уравнений 4.19 и 4.22 следует, что max-ое излучение создается при =90⁰ .

Отношение

(4.23)

Уравнение 4.23 определяет диаграмму направленности элементарного электрического вибратора. Вибратор не излучает вдоль своей оси (=0) и имеет max-ое излучение в плоскости перпендикулярной оси вибратора.

Из уравнений 4.18, 4.19, 4.22 следует, что излучение вибратора не зависит от угла . Это определяется симметрией излучения относительно оси вибратора.

Диаграммой направленности (Дн) антенны называется распределение мощности излучения данной антенны в пространстве.

ДН_ти вибратора имеет вид:

Ширина диаграммы направленности определяется по половинному уровню излучаемой мощности.

Мощность излучения антенны определяется уравнением:

; (4.24)

В сферической СК_т dS=r² dd

Подставляя П_ср из 4.22 и dS получим:

; (4.25)

Из уравнения 4.25 следует, что при заданном токе в антенне J антенна будет излучать больше, чем больше отношение l/.

Введем понятие сопротивление излучения по аналогии с формулой

(4.26)

Сравнивая 4.25 и 4.26 получим

; (4.27)

R_изл характеризует излучательную способность антенны (чем больше R, тем антенна лучше излучает)