www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Основы радиолокации

Напряженность поля

направление
распространения

Рисунок 1. Вектора электромагнитного поля

направление
распространения

Рисунок 1. Вектора электромагнитного поля

Если в проводнике протекает переменный ток, то вокруг такого проводника возникает электромагнитное поле. Если проводник разомкнут и запитывается от генератора, то, при наличии определенных условий (так называемых, условий излучения), электромагнитное поле может отрываться от конца проводника и распространяться в свободном пространстве в виде электромагнитной волны (см. раздел «Радиолокационные антенны»).

Учитывая дуальную природу электромагнитного поля, для описания его интенсивности необходимо знать его електрическую напряженность и магнитную напряженность. Иногда в подобном контексте используют еще термины «напряженность электрического поля» и «напряженность магнитного поля». Обе эти составляющие полного электромагнитного поля представляют собой колеблющиеся векторы, взаимная ориентация которых жестко определена в пространстве (Рисунок 1). Здесь символом E обозначен вектор магнитной напряженности поля, а символом H — вектор магнитной напряженности. Плотность потока мощности, или энергия в единицу времени через единицу площади, переносимая электромагнитной волной, описывается вектором Пойнтинга (в некоторых источниках — вектор Умова-Пойнтинга), обозначенным символом S. Для распространяющейся гармонической электромагнитной волны вектор Пойнтинга будет осциллирующим и всегда ориентированным в направлении распространения волны.

Вектор Пойнтинга определяется как векторное произведение векторов электрической E и магнитной H напряженности:

где
вектор напряженности электрического поля, [В/м];
вектор напряженности магнитного поля, [А/м];
вектор Пойнтинга, [В·А/м2];
где
вектор напряженности электрического поля, [В/м];
вектор напряженности магнитного поля, [А/м];
вектор Пойнтинга, [В·А/м²];

Как видно из приведенной формулы, еденицей измерения вектора Пойнтинга является В·А/м², то есть мощность (или энергия в единицу времени) на единицу площади!

Рисунок 2. Плотность мощности поля ненаправленного излучателя уменьшается по мере расширения геометрии распространения

Рисунок 2. Плотность мощности поля ненаправленного излучателя уменьшается по мере расширения геометрии распространения

Если излучение высокочастотной энергии выполняется при помощи изотропного излучателя, то распространнение энергии происходит равномерно во всех направлениях. Таким образом, поверхности с одинаковой плотностью мощности представляют собой концентрические сферы площадью ( A= 4π·R² ) вокруг излучателя. Одно и то же количество энергии «растекается» по все увеличивающейся площади сферы с увеличивающимся радиусом. Из этого следует, что плотность мощности на поверхности сферы убывает с увеличением радиуса этой сферы (Рисунок 2).

Очевидно, что уменьшение плотности мощности пропорционально квадрату расстояния между передатчиком и точкой наблюдения поля. При этом уменьшение напряженности составляющих (электрического E и магнитного H) поля пропорционально первой степени расстояния, то есть имеет линейную зависимость. Наличие любых поглощающих веществ на пути распространения поля (дождь, туман, облака) приводит к дополнительному уменьшению плотности мощности.


Sponsors: