Расчет напряженности поля радиопередатчика в свободном пространстве.
Пусть мощность излучения радиопередатчика равна P. Требуется найти напряженность электромагнитного поля E, создаваемую этим передатчиком в дальней зоне, т.е. на расстоянии от антенны R много большем, чем длина электромагнитной волны .
В дальней зоне поле электромагнитной волны чисто поперечно (см. Рис.1)
Рис.1
Из курса физики известно, что плотность энергии электрического поля в системе СИ равна:
Плотность энергии магнитного поля:
Полная плотность энергии есть их сумма, причем энергии электрической и магнитной компонент равные:
Скорость электромагнитной волны в среде:
где скорость света с равна:
В этих формулах электрическая постоянная Ф/м, магнитная постоянная Гн/м.
Энергия, переносимая волной через единицу площади в единицу времени (модуль вектора Умова-Пойтинга) равна:
В вакууме и воздухе диэлектрическая и магнитная проницаемости равны 1 и скорость электромагнитной волны равна с, следовательно:
С другой стороны, энергия, переносимая через единицу площади в единицу времени на расстоянии R от источника, равна мощности излучения источника, деленной на площадь сферы радиуса R.
Отсюда находим, что напряженность поля на расстоянии R:
Подставив численные значения физических констант получаем, что напряженность поля равна:
В этой формуле размерности заданы в Си [Е]=В/м , [P]=Вт, [R]=м
В инженерной практике напряженность поля выражают в мВ/м, мощность в кВт, а расстояние в км. Тогда:
Здесь P - мощность передатчика, - коэффициент полезного действия антенны, G - коэффициент усиления антенны относительно изотропного излучателя.
Примечание: Рис.1 взят с сайта:
|