电偶极子天线

（1）电偶极子天线结构
作为一种近似的处理，设导线元上的电流只有 z分量，其分布函数为：
J r, t
eˆ
z
I 0 exp
j t
0
,z L 2
,z L 2
L0
Q(t) Q0e jwt Pe (t) Pe0e jwt
Jr eˆzzLI0
IL d
（1）电偶极子天线结构
根据电流连续性原理，在电偶极子天线的两个 端点，将同时积累大小相等符号相反的时变电 荷，利用电荷与电流之间的关系得到：
1 r
( ( rA
r
)
( Ar
)
) e
1
z
( z )2 ( z )2 ( z )2 r r
z
z
eeer
d
eˆ
I0Lk 2sin
4π
j
kr
1
kr 2
e jkr
（2）电偶极子天线的电磁场
z Az
,
-A Ar
r Il
x
磁矢势 A 在球坐标系中的 各分量为
Ar Az cos
I
t
d dt
Q t
d dt
Q0e
j t
I 0 e jt
Q0
j I0
eˆ
z
I
t
L
d dt
eˆ z Q t L
d dt
Pe t
Pe0
zˆQ 0 L
Q(t) Q0e jwt Pe (t) Pe0e jwt
相位相差pi/2
（1）电偶极子天线结构
Q0
j
I0
电荷和电流相位相差-pi/2
（2）电偶极子天线的电磁场
1 k 3r 3
e jkr
H Hr E 0
可见，在球坐标系中，z 向电流元场强具有 H ，Er 及E
三个分量，而分量 H H r E 0 。
电流元产生的电磁场为TM 波。
(2) 电偶极子天线的电磁场
图6.1 电磁场各成分随r/λ的变化曲线
设天线位于自由空间的坐标原点，其磁矢势
为： A r 0
Jrexp jk r r
4 r r
dV ' eˆz
0I0L 4πr
exp
jkr
V'
IL
H r 1 ABaidu Nhomakorabea
0
ez
A
1 r sin
A sin
(
A
)er
1( 1 r sin
Ar
( rA
r
) ) e
j kr
1
kr 2
j
kr 3
e
jkr
（2）电偶极子天线的电磁场
z
,
r Il
Er H
E y
x
H
k2I l sin 4π
j kr
1 k 2r 2
e jkr
Er
j k3I l cos 2π
j k 2r 2
1 k 3r 3
e jkr
E
j k 3I l sin 4π
1 kr
j k 2r 2
y
A Az sin
A 0
（2）电偶极子天线的电磁场
Η (r) eˆ
I0Lk 2sin 4π
j
kr
1
kr 2
e
jkr
由E
j
A
A
j
，或者
H
j
E
，根据
磁场强度算出电场强度为
Er
1
j 0
Hr eˆr
2I0Lk 3cos 4π 0
1
kr
2
j
kr 3
e
jkr
eˆ
I0Lk 3sin 4π 0
6.2 电偶极子天线（一）
自强●弘毅●求是●拓新
（1）电偶极子天线结构
能向空间辐射和接收 电磁波的装置称为天 线，是无线电设备的 一个重要部件。天线 通过其上随时间变化 的电流在空间激发的 变化的电磁场，从而 辐射电磁波。
偶极子天线结构
导
L
体
J r
a L
发射机（时 变电信号）
接地
导体上电流的大小和相位分布是不 均匀的和时变的