• <noscript id="yywya"><kbd id="yywya"></kbd></noscript>
  • 發布時間:2020-09-28 17:01 原文鏈接: COMSOL中高頻電磁場的多尺度模擬導論(四)

    在上述方程中,1/rn 有三個因子。1/r2 和1/r3 項在信號源附近更重要,而1/r 項在較大的距離上占主導地位。雖然電磁場是連續的,不過人們一般會根據與源的距離來劃分場的不同區域。上圖顯示了電小天線的一種場分布,事實上,還有其他適用于描述kr 大小的慣用法。

    之后,我們將展示如何計算與給定源相隔任意距離的場,不過天線通信的最關鍵區域是與源相距最遠的遠場或輻射區。在這個區域內,場表現為球面波

    ~exp(-jkr)/r

    的形式,之后我們會利用這個事實。

    現在我們要將E-field 方程式拆分為兩個項。為簡單起見,我們將1/r 項稱為遠場(FF),將1/r2 和1/r3 項稱為近場(NF)。

    如上文所述,我們可以對所有角上的

    進行積分,借此計算以瓦特為單位的輻射功率。請注意,只有遠場項對積分有貢獻,這就是對于天線工程師而言,天線具有實際意義的主要原因。點偶極子輻射的總功率為

    其中Z0 是自由空間的阻抗,c 是光速。最大增益為1.5,它在垂直于偶極矩的平面(例如中偶極子的xy 平面)中是各向同性。

    關于單位的說明:我們根據單位為庫侖*米(Cm)的偶極矩

    的傳統定義寫出上方的表達式。天線和工程的文本通常使用安培*米(Am)來指定無窮小電流偶極子。COMSOL Multiphysics 遵循工程慣例。上述兩個定義由時間導數關聯起來,因此在COMSOL 軟件中執行方程時,應該將偶極矩乘以因子jω來獲得無窮小電流偶極子。

    接收器示例:半波長偶極子

    我們將理想導體——半波長偶極子用作接收天線。

    許多文本探討了無限細的導線,它的阻抗 ≈73Ω,方向性為

    值得一提的是,這種天線的阻抗與具有半徑的天線存在差異。我們討論的接收天線的長度為0.47 λ,長度與直徑之比為100。利用這些值,我們的模擬得到了 ≈733jΩ 的阻抗,它接近于無限細導線的阻抗值,并且與實驗值吻合良好。令人遺憾的是,對該數字進行比較沒有理論價值,但是這強調了天線設計對數值模擬的需求。


  • <noscript id="yywya"><kbd id="yywya"></kbd></noscript>
  • 东京热 下载