Radar Basics

Intenzita pole

Pokud ve vodiči teče střídavý proud, vzniká kolem něj elektromagnetické pole. Je-li vodič otevřený a napájen generátorem, může se za určitých podmínek (tzv. podmínek vyzařování) elektromagnetické pole odrážet od konce vodiče a šířit se ve volném prostoru jako elektromagnetická vlna (viz kapitola „Radarové antény“).

Vzhledem k duální povaze elektromagnetického pole je pro popis jeho intenzity nutné znát jeho elektrickou a magnetickou sílu. Někdy se v podobném kontextu používají také pojmy intenzita elektrického pole a intenzita magnetického pole. Obě složky celkového elektromagnetického pole jsou kmitající vektory, jejichž vzájemná orientace je pevně definována v prostoru (obr. 1). Zde E znamená vektor intenzity magnetického pole a H vektor intenzity magnetického pole. Hustotu výkonu neboli energii za jednotku času přenášenou elektromagnetickou vlnou popisuje Poyntingův vektor označovaný symbolem S. Pro šířící se harmonickou elektromagnetickou vlnu bude Poyntingův vektor kmitavý a vždy orientovaný ve směru šíření vlny.

Poyntingův vektor je definován jako vektorový součin vektorů elektrické intenzity E a magnetické intenzity H:

je vektor intenzity elektrického pole [V/m];

je vektor intenzity magnetického pole [A/m];

Poyntingův vektor, [VA/m²];

je vektor intenzity elektrického pole [V/m];

je vektor intenzity magnetického pole [A/m];

Poyntingův vektor, [VA/m²];

Jak je patrné z výše uvedeného vzorce, měrnou jednotkou Poyntingova vektoru je VA/m², tj. výkon (nebo energie za jednotku času) na jednotku plochy!

Obrázek 2: Hustota výkonu nesměrového pole vysílače klesá s rozšiřující se geometrií šíření.

Obrázek 2: Hustota výkonu nesměrového pole vysílače klesá s rozšiřující se geometrií šíření.

Při vyzařování vysokofrekvenční energie izotropním zářičem se energie šíří všemi směry stejně. Plochy se stejnou hustotou výkonu jsou tedy soustředné koule o ploše ( A= 4π·R² ) kolem zářiče. Stejné množství energie se „rozprostře“ na stále větší plochu koule s rostoucím poloměrem. Z toho vyplývá, že hustota výkonu na povrchu koule klesá s rostoucím poloměrem koule (obr. 2).

Je zřejmé, že pokles hustoty výkonu je úměrný čtverci vzdálenosti mezi vysílačem a pozorovacím bodem. Pokles intenzity složek pole (elektrického E a magnetického H) je úměrný první mocnině vzdálenosti, tj. má lineární vztah. Přítomnost jakýchkoli absorpčních látek v dráze šíření pole (déšť, mlha, mraky) způsobuje další snížení hustoty výkonu.