www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Основи на радиолокацията

Интензитет на полето

посока разпространение

Фигура 1. Вектори на електромагнитното поле

посока разпространение

Фигура 1. Вектори на електромагнитното поле

Интензитет на полето

Ако в един проводник тече променлив ток, около него възниква електромагнитно поле. Ако проводникът е отворен и се захранва от генератор, при определени условия (т.нар. условия на излъчване) електромагнитното поле може да се отрази от края на проводника и да се разпространи в свободното пространство като електромагнитна вълна (вж. раздел Радарни антени).

Предвид двойствения характер на електромагнитното поле е необходимо да се знае неговата електрическа и магнитна сила, за да се опише неговата интензитет. Понякога термините "интензитет на електрическото поле" и "интензитет на магнитното поле" също се използват в подобен контекст. Двете компоненти на общото електромагнитно поле са осцилиращи вектори, чиято взаимна ориентация е твърдо определена в пространството (фиг. 1). Тук E означава вектор на напрегнатостта на магнитното поле, а H - вектор на напрегнатостта на магнитното поле. Плътността на мощността, или енергията за единица време, предавана от електромагнитна вълна, се описва с вектора на Пойнтинг, обозначен със символа S. За разпространяваща се хармонична електромагнитна вълна векторът на Пойнтинг ще бъде осцилиращ и винаги ориентиран в посоката на разпространение на вълната.

Векторът на Пойнтинг се определя като векторно произведение на векторите на електрическата сила E и магнитната сила H:

е векторът на интензитета на електрическото поле, [V/m];
е векторът на интензитета на магнитното поле, [A/m]
Вектор на Пойнтинг, [VA/m²]
е векторът на интензитета на електрическото поле, [V/m];
е векторът на интензитета на магнитното поле, [A/m];
Вектор на Пойнтинг, [VA/m²]

Както се вижда от горната формула, мерната единица на вектора на Пойнтинг е VA/m², т.е. мощност (или енергия за единица време) на единица площ!

Фигура 2: Плътността на мощността на ненасоченото поле на предавателя намалява с разширяването на геометрията на разпространение

Фигура 2: Плътността на мощността на ненасоченото поле на предавателя намалява с разширяването на геометрията на разпространение

Когато високочестотната енергия се излъчва с помощта на изотропен радиатор, тя се разпространява еднакво във всички посоки. По този начин повърхностите с еднаква плътност на мощността представляват концентрични сфери с площ ( A= 4π·R² ) около радиатора. Едно и също количество енергия се «разпространява» върху все по-голяма площ на сфера с нарастващ радиус. От това следва, че плътността на мощността върху повърхността на сферата намалява с увеличаване на радиуса на сферата (фигура 2).

Ясно е, че намаляването на плътността на мощността е пропорционално на квадрата на разстоянието между предавателя и точката на наблюдение. Намаляването на интензитета на компонентите на полето (електрическо E и магнитно H) е пропорционално на първата степен на разстоянието, т.е. има линейна зависимост. Наличието на поглъщащи вещества по пътя на разпространение на полето (дъжд, мъгла, облаци) води до допълнително намаляване на плътността на мощността.