Bài giảng trường điện từ chương 5 bức xạ điện từ

1 Trường điện từ ª Chương 1 : Khái niệm & phtrình cơ bản của TĐT ª Chương 2 : Trường điện tónh ª Chương 3 : TĐT dừng ª Chương 4 : TĐT biến thiên ª Chương 5 : Bức xạ điện từ 2 Chương 5 : Bức xạ điện từ 1. Khái niệm 2. Nguyên tố anten thẳng 3. Nguyên tố anten vòng 4. Tính đònh hướng 5. Nguyên lý tương hỗ 3 1. Khái niệm ª Bức xạ điện từ ° TĐT biến thiên lan truyền dưới dạng sóng điện từ ° Công suất điện từ phụ thuộc : độ lớn & tốc độ biến thiên của nguồn, cấu trúc nguồn và môi trường ° Ứng dụng rộng rãi trong kỹ thuật ª Thế vectơ của dòng điện dây ª Miền khảo sát ° miền gần (miền cảm ứng): r << l ° miền xa (miền bức xạ): r >> l () jt c I t I Ie   () () j t r v j r v c I t r v Ie I e      1 4 2 jkr r L A Ie dl k v            1 4 () r rv L A I t dl     4 Chương 5 : Bức xạ điện từ 1. Khái niệm 2. Nguyên tố anten thẳng ª Phân bố của trường điện từ ª Miền gần ª Miền xa 5 ª Phân bố của trường điện từ ° Thế vectơ : 1 44 jkr jkR zz L Ie A Ie dli l i Rr       1 H rotA H i    Nguyên tố anten thẳng là dây dẫn thẳng, mãnh, chiều dài l << l và mang dòng điều hòa ( ) cos( ) m i t I t   như nhau trên toàn bộ anten ° TĐT : 1 rr j E rotH E i E i      2 22 sin 1 4 () j jkr lIk kr kr He      3 2 2 3 3 cos 1 2 () jlIk j jkr r k r k r Ee       3 2 2 3 3 sin 11 4 () jlIk j jkr kr k r k r Ee          lr ( I , g = 0) 6 ª Miền gần 2 2 3 3 1 1 1 2 : , 1 jkr r kr k r k r Do r e      H H i   rr E E i E i   2 sin 4 lI r H     3 cos 2 jlI r r E    3 sin 4 jlI r E     Sóng điện & sóng từ lệch pha nhau 90 o , công suất điện từ trung bình bằng 0 : lan truyền công suất điện từ có tính dao động 7 ª Miền xa °Phân bố sóng °Công suất bức xạ 8 °Phân bố sóng Nhận xét :  phương : sóng điện từ ngang  biên độ : suy giảm theo qui luật 1/r  pha : mặt đồng pha là mặt cầu … v p = v  tính đònh hướng : do biên độ  sinq bức xạ cực đại khi q=90 o và cực tiểu khi q=0 o ,180 o 2 2 3 3 1 1 1 2 :, r kr k r k r Do r H H i E E i            2 sin sin 44 , rr jj jlIk jlIk vv rr H e E e        , cc E Z H Z    với 1 2 sin cos( 90 ) o m rv H lI t r i           1 2 sin cos( 90 ) o cm rv E Z lI t r i           9 ° Công suất bức xạ  Vectơ Poynting : rr P E H Pi   2 2 2 22 sin 2 4 cos ( 90 ) m lI o rc v r P Z t r         2 2 2 22 sin 8 m lI rc r PZ    Nhận xét : Bức xạ luôn truyền từ ‘nguồn’ ra miền bxạ  Công suất bức xạ : cs điện từ trung bình gửi qua 1 mặt cầu tâm là nguyên tố anten (r >> l) bx r SS P P dS P dS  22 12 23 , ( ) bx bx m bx c P R I R Z l   Nhận xét : P bx tỉ lệ nghòch với l 2 ,  f 2 : dùng cao tần 22 1 3 ( ) bx c m P Z I l   2 0 rc P Z H 10 Chương 5 : Bức xạ điện từ 1. Khái niệm 2. Nguyên tố anten thẳng 3. Nguyên tố anten vòng (tự đọc) 4. Tính đònh hướng Tính đònh hướng là khả năng tập trung bức xạ vào 1 hướng và yếu đi ở những hướng khác ª Cường độ bức xạ ª Cường độ bức xạ chuẩn ª Độ đònh hướng [...]... d Ví dụ : nguyên tố anten thẳng có un = sin2q, unmax = 1 untb  1 4  2 0 0   sin 2  sin  d d   2 3 D  un max untb  1 ,5 Cường độ bức xạ cực đại sẽ gấp 1 ,5 lần cường độ bức xạ trung bình khi bức xạ rãi đều theo mọi hướng 13 Chương 5 : Bức xạ điện từ 1 2 3 4 5 Khái niệm Nguyên tố anten thẳng Nguyên tố anten vòng Tính đònh hướng Nguyên lý tương hỗ (tự đọc) 14 ...ª Cường độ bức xạ u là công suất điện từ trung bình gửi trên 1 đơn vò góc đặc theo hướng khảo sát dS d   2 ( steradian) r u  Pr dS d   Pr r 2 (W / sterad ) Ví dụ : nguyên tố anten thẳng 2 2 l 2 I m sin 2  l 2 I m sin 2  Pr  Z c  u  Zc 2 2 8 r 8 2 u = u(q,f) thường độc lập với r 11 ª Cường độ bức xa chuẩn un un  u umax Ví dụ : nguyên tố anten thẳng . 1 Trường điện từ ª Chương 1 : Khái niệm & phtrình cơ bản của TĐT ª Chương 2 : Trường điện tónh ª Chương 3 : TĐT dừng ª Chương 4 : TĐT biến thiên ª Chương 5 : Bức xạ điện từ 2 Chương.   1 4 () r rv L A I t dl     4 Chương 5 : Bức xạ điện từ 1. Khái niệm 2. Nguyên tố anten thẳng ª Phân bố của trường điện từ ª Miền gần ª Miền xa 5 ª Phân bố của trường điện từ ° Thế vectơ : 1 44 jkr jkR zz L Ie A. dạng sóng điện từ ° Công suất điện từ phụ thuộc : độ lớn & tốc độ biến thiên của nguồn, cấu trúc nguồn và môi trường ° Ứng dụng rộng rãi trong kỹ thuật ª Thế vectơ của dòng điện dây