物理學家眼中的天線輻射電阻
翻了一下物理書,原來天線的輻射電阻竟是這樣的:
對于理想無耗發(fā)射天線,激勵源的高頻振蕩帶動天線輻射體內(nèi)的部分電子沿著輻射單元加速運動 ,運動的電子產(chǎn)生感應場,該部分場同時對其它電子的加速運動產(chǎn)生遏制,阻礙電子的加速運動,激勵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。
實際上,對無耗理想天線,并沒有任何形式的能量被損耗,能量只是以球徑向波導的形式傳向無窮遠,相對于天線輸入端,看起來好像能量被損耗掉了而已
一點拙見,還請牛人指教!
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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(束縛在導體中的交變電流變成空間的電磁波)
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關于"無耗"的問題,當然確實如你說的,顯然沒有能量損耗成熱量
但實際上,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,我要強調(diào)的是該部分能量從未損耗掉,對包裹天線的假想球面進行面積分,實功率都是一定值,也就是說,離開天線的波在自由空間也未有任何損耗,但是天線能量轉換的效率卻非100%,差異在哪呢
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差異在電路損耗上了,通過導體的歐姆電阻和介質(zhì)的極化效應變成熱量。
之所以將輻射電阻定義為損耗是從電路的觀點來看,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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學習了
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mark 受教了
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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——雖然不那么嚴格,也談不上理論高度。
對于常義的電路,導行電磁波的能量在傳輸線上通過傳導的方式構成回路,這個回路在物理上是有連接的、實實在在能看到的;
令傳輸線的兩臂張開、使之成為天線,導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處、再通過輻射折返回另一臂構成回路,這個回路在物理上是無連接的、看不見摸不著的。
這么一對比就很清楚了:
對于常義的、有連接的傳輸線回路(導波場),電磁能量以導行波-導行波的形式,從傳輸線的一臂出發(fā),經(jīng)過負載,再回到另一臂;
對于廣義的、無連接的傳輸線回路(輻射場),電磁能量以導行波-輻射波-導行波的形式,從(廣義)傳輸線的一臂,經(jīng)過假想的負載(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,因此可以作出對天線的定義:實現(xiàn)導行波-輻射波能量相互轉換的部件;
而對于默認的廣義傳輸線回路模型,實際上就是無線通信的基礎。
反正我上課的時候是這樣跟學生解釋的,不知道是不是有錯。如果錯了,請大家盡管拍磚,免得我繼續(xù)誤人子弟了,:)
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ls的一個問題是在天線的情況下,能量流動是單向的,即只有天線向外的,沒有(或極少)從無窮遠回來的。
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接觸天線不久
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學習了,很開眼界
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