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物理學(xué)家眼中的天線輻射電阻

文章來源: 互聯(lián)網(wǎng)    錄入: mweda.com   

翻了一下物理書,原來天線的輻射電阻竟是這樣的: 
 
對(duì)于理想無耗發(fā)射天線,激勵(lì)源的高頻振蕩帶動(dòng)天線輻射體內(nèi)的部分電子沿著輻射單元加速運(yùn)動(dòng) ,運(yùn)動(dòng)的電子產(chǎn)生感應(yīng)場(chǎng),該部分場(chǎng)同時(shí)對(duì)其它電子的加速運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生遏制,阻礙電子的加速運(yùn)動(dòng),激勵(lì)源的部分輸出功率要克服這部分阻尼而做功,因而產(chǎn)生輻射電阻。 
 
 
實(shí)際上,對(duì)無耗理想天線,并沒有任何形式的能量被損耗,能量只是以球徑向波導(dǎo)的形式傳向無窮遠(yuǎn),相對(duì)于天線輸入端,看起來好像能量被損耗掉了而已 
 
一點(diǎn)拙見,還請(qǐng)牛人指教!

網(wǎng)友回復(fù):

既然叫“無耗”,那顯然就沒有能量損耗成熱量,能量只是從一種形式變成另一種(束縛在導(dǎo)體中的交變電流變成空間的電磁波)

網(wǎng)友回復(fù):

關(guān)于"無耗"的問題,當(dāng)然確實(shí)如你說的,顯然沒有能量損耗成熱量 
 
但實(shí)際上,幾乎所有的教材都等效為功率損耗在輻射電阻上,讓人覺得好像的確是被損耗掉了,我要強(qiáng)調(diào)的是該部分能量從未損耗掉,對(duì)包裹天線的假想球面進(jìn)行面積分,實(shí)功率都是一定值,也就是說,離開天線的波在自由空間也未有任何損耗,但是天線能量轉(zhuǎn)換的效率卻非100%,差異在哪呢

網(wǎng)友回復(fù):

差異在電路損耗上了,通過導(dǎo)體的歐姆電阻和介質(zhì)的極化效應(yīng)變成熱量。 
 
之所以將輻射電阻定義為損耗是從電路的觀點(diǎn)來看,電流能變成輻射電磁能,該能量已經(jīng)離開電路系統(tǒng),可以看成是一種損耗

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mark 
學(xué)習(xí)了

網(wǎng)友回復(fù):

mark 受教了

網(wǎng)友回復(fù):

感覺從傳輸線的角度來理解天線,可能更工程化、更通俗一點(diǎn)——雖然不那么嚴(yán)格,也談不上理論高度。 
 
對(duì)于常義的電路,導(dǎo)行電磁波的能量在傳輸線上通過傳導(dǎo)的方式構(gòu)成回路,這個(gè)回路在物理上是有連接的、實(shí)實(shí)在在能看到的; 
 
令傳輸線的兩臂張開、使之成為天線,導(dǎo)行電磁波的能量從傳輸線的一臂流出,通過輻射的方式傳播到無限遠(yuǎn)處、再通過輻射折返回另一臂構(gòu)成回路,這個(gè)回路在物理上是無連接的、看不見摸不著的。 
 
這么一對(duì)比就很清楚了: 
 
對(duì)于常義的、有連接的傳輸線回路(導(dǎo)波場(chǎng)),電磁能量以導(dǎo)行波-導(dǎo)行波的形式,從傳輸線的一臂出發(fā),經(jīng)過負(fù)載,再回到另一臂; 
 
對(duì)于廣義的、無連接的傳輸線回路(輻射場(chǎng)),電磁能量以導(dǎo)行波-輻射波-導(dǎo)行波的形式,從(廣義)傳輸線的一臂,經(jīng)過假想的負(fù)載(輻射電阻),再回到(廣義)傳輸線的另一臂。 
 
上述廣義傳輸線,就是天線,因此可以作出對(duì)天線的定義:實(shí)現(xiàn)導(dǎo)行波-輻射波能量相互轉(zhuǎn)換的部件; 
 
而對(duì)于默認(rèn)的廣義傳輸線回路模型,實(shí)際上就是無線通信的基礎(chǔ)。 
 
反正我上課的時(shí)候是這樣跟學(xué)生解釋的,不知道是不是有錯(cuò)。如果錯(cuò)了,請(qǐng)大家盡管拍磚,免得我繼續(xù)誤人子弟了,:) 
 
 
 

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ls的一個(gè)問題是在天線的情況下,能量流動(dòng)是單向的,即只有天線向外的,沒有(或極少)從無窮遠(yuǎn)回來的。

網(wǎng)友回復(fù):

接觸天線不久

網(wǎng)友回復(fù):

學(xué)習(xí)了,很開眼界

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