Исследование электромагнитного поля элементарных излучателей

Московский технический университет связи и информатики

Кафедра технической электродинамики и антенн

Лабораторная работа № 1

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ

ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ИЗЛУЧАТЕЛЕЙ

Выполнила:

Группа: БИН2051

Проверил:

Москва 2022

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Изучение электромагнитных полей, создаваемых элементарными излучателями в виде электрического вибратора и рамки.

1. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

1. Рассчитать и построить зависимость амплитуд составляющих электрического поля [pic 1]и [pic 2] от расстояния  r  для электрического вибратора. Расчёт провести для расстояний  r  от 0,2 λ, до 2,0 λ, при [pic 3] для [pic 4]и [pic 5] для [pic 6].

[pic 7]

[pic 8]

[pic 9]

2.2 Рассчитать и построить зависимость амплитуд составляющих электрического поля [pic 10]и [pic 11] от угла  θ  для электрического вибратора при  [pic 12].

[pic 13]

[pic 14]

[pic 15]

[pic 16]

1. Рассчитать и построить зависимость амплитуды электрического поля рамки [pic 17] от расстояния  r  в соответствии с п. 1  при [pic 18].

[pic 19]

[pic 20]

[pic 21]

1. Рассчитать и построить зависимость амплитуды электрического поля рамки  [pic 22] от угла  θ  в соответствии с п. 2.2.

[pic 23]

[pic 24]

1. ОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ

8.1. Что такое элементарный электрический вибратор?

- это короткий по сравнению с длиной волны проводник, по всей длине которого ток имеет постоянную амплитуду и фазу.

8.2. Что такое элементарная рамка?

- Виток, по которому течет гармонический электрический ток, амплитуда и фаза тока во всех точках витка одинаковы. Такой виток принято называть элементарной электрической рамкой.

8.3. Каковы особенности электромагнитного поля элементарного электрического вибратора в ближней зоне?

В ближней зоне векторы Е и Н, взаимно перпендикулярны, сдвинуты по фазе на 90 градусов. Такое поле называют реактивным. В ближней зоне есть не только реактивное, но и активное поле, которое переносить мощность в дальнюю зону. Реактивное поле по амплитуде превышает активное. В ближней зоне [pic 25].  Ближняя зона характеризуется неравенствами [pic 26]

[pic 27]

8.4. Каковы особенности электромагнитного поля элементарного электрического вибратора в дальней зоне?

Дальняя или волновая зона, как уже указывалось, характеризуется условием k=2π/λ. Из сравнения формул и следует, что в этом случае можно пренебречь составляющей Еr по сравнению с Ёθ. Кроме того, в выражениях для Eθ и Нφ можно в квадратных скобках пренебречь слагаемыми 1/( kr)3и I /( kr)2, по сравнению с 1/( kr). Учитывая, что [pic 28]получаем: