Элементарный электрический вибратор.
Диполь Герца – это элементарный линейный излучатель, длина которого много меньше длины волны с постоянным распределением тока по его длине.
Рис. 3.1 Диполь Герца в декартовой системе координат
Диполь Герца представляет собой идеализированный объект. На практике применение таких коротких антенн неэффективно, ввиду плохих полевых характеристик, кроме того, у реальных антенн распределение тока по длине не может быть постоянным. Вместе с тем, поле излучение диполя Герца весьма просто описывается математически, поэтому его можно использовать как элементарный объект, полезный для описания более сложных линейных антенн. Например, в антенне типа «волновой канал» (рис.3.2) можно представить все токопроводящие элементы как суперпозицию электрических диполей Герца.
Рис. 3.2 Антенна «волновой канал»
Далее суммарное поле в точке наблюдения от всех элементарных диполей позволит вычислить поле излучения всей антенны. Таким образом, зная распределение тока по антенне, мы сможем достаточно просто описать полевые характеристики сложной линейной антенны.
|
|
Кроме того, режим работы антенны, близкий к режиму диполя Герца имеет место в тех устройствах, в которых стараются любой ценой минимизировать линейные размеры (например, в антеннах мобильных телефонов или антеннах диапазонов ДВ и СДВ).
Найдем векторный потенциал диполя Герца в произвольной точке пространства:
,
где известно и удовлетворяет данному ранее определению.
Поместим диполь Герца в центр сферической системы координат.
,
где - координаты точки интегрирования.
При интегрировании будет меняться от до , но так как длина диполя Герца мала, то можно сделать приближение следующего вида: , где - расстояние от центра координат до точки наблюдения, поэтому мы можем вынести функцию Грина из интеграла:
Представляя элементарный объем в виде , и учитывая, что - полный ток, получим:
(3.1)