Элементарный электрический излучатель (особенности электромагнитного поля в непосредственной близости от источника)

В полярной системе координат элементарный электрический излучатель изображен на рис.1.1.

Компоненты электромагнитного поля элементарного электрического излучателя имеют следующий вид:

(1.7)

где

Рис. 1.1. Элементарный электрический излучатель

В экваториальной плоскости (горизонтальная плоскость) имеем:

(1.8)

,

где (в/м) – параметр излучателя;;

скорость света в пустоте.

Первые два члена в выражении обязаныgradφ, а последний член обязан .

При - ближняя зона излучения, напряжение электрического поля определяется как:

- эта формула квазистатики, электрическое поле имеет потенциальный характер.

Для потенциального электрического поля

(rote = 0).

Отношение

,

электрического поля высокоомное (десятки и сотни килоом), источники поля – открытые электрические заряды.

Учитывая, что соотношение компонент поля атмосферных помех

,

то R₂ определяется только электрическим полем Е₀. В дальней зоне αr »1 (волновая зона):

. (1.9)

Отношение .Так как отношение компонент поля нормированных шумов в эфире составляет

следовательно, зона R₂ будет одинаковой как по магнитной, так и электрической составляющей.

Ниже приводятся графики законов убывания компонент поля для элементарного электрического излучателя.

Рис 1.2. Составляющие поля элементарного электрического излучателя

Решение уравнений Максвелла для элементарного магнитного излучателя

Компоненты электромагнитного поля элементарного магнитного излучателя имеют следующий вид:

(1.10)

.

В полярной системе координат элементарный магнитный излучатель представлен на рис. 1.3.

Введем обозначения

,

,

.

Рис. 1.3. Элементарный магнитный излучатель

В экваториальной плоскости

(1.11)

.

Для ближней зоны, - это выражение магнитостатики.

Электрическое поле Е_α незначительно и имеет вихревый характер (обусловлено членом уравнения ). Для него.

Волновое сопротивление - поле низкоомное (доли ома, либо единицы ом). Если считать, что, то размерR₂ по H₀ будет намного больше, чем по Е_α. Поле Н₀ является определяющим при оценке защищенности при расчете R₂. Для дальней зоны излучателя ,. Так как отношение компонент поля нормированных шумов в эфире составляет= 377 Ом, следовательно, зонаR₂ будет одинаковой как по магнитной, так и электрической составляющей. Ниже приводятся графики законов убывания компонент поля для элементарного магнитного излучателя (см. рис. 1.4).

Электрические излучатели электромагнитного поля

Физической моделью излучателя электрического поля СВТ для частот до 100 МГц является несимметричный излучатель с зарядом q. Этот переменный во времени заряд приподнят над проводящей поверхностью раздела электрических средств (пол, межэтажные перекрытия). Для решения задач вычисления электрического поля проводящая поверхность раздела электрических средств заменяется на зеркальное изображение этого заряда.

Физическая модель излучателя электрического поля представлена на рис.1.5.

10^-1 10⁰ 10¹

Рис. 1.4. Составляющие поля элементарного магнитного излучателя

+q = C_изл U_с m

~

U_с

h_изл h_изл = h_пр = h

~

-q

Рис. 1.5. Физическая модель излучателя электрического поля ~

Для этой модели в ближней зоне излучателя:

(1.12)

, где x=r/h.

Полный вектор E_c электрического поля излучателя равен:

, (1.13)

где ;.

Средневертикальная составляющая электрического поля СВТ (при измерении несимметричной электрической антенной):

(1.14)

Для частот свыше 100 МГц физической моделью излучателя электрического поля ТС является элементарный электрический диполь.