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怎么理解这个问题?

12-12
金属开缝辐射和散射计算时,
远场辐射场强可以用开缝处 电场切向分量的2倍引起的等效磁流在远区的辐射表示。
散射的场强可以用开缝处磁场切向分量的2倍引起的等效电流来计算。

参考天线原理书中的等效原理和镜像原理部分。
本来呢,金属屏所在的平面上的场可以用等效的电流层和磁流层替代,这些源应该满足边界条件的要求,即电流与切向磁场的关系和磁流和切向电场的关系,但是这样有个麻烦,那就是缝隙等效为磁流源比较容易确定,而电流源难于确定。于是就再次利用理想导电面的镜像原理,再这个电流层和磁流层的后面再贴一个导电面,因此电流层与其镜像相抵消为0,而磁流层与其镜像相加,成为2倍。
但是要注意的是在用了这个等效原理,变成2倍磁流后,必须拿掉原来的金属面,然后再求空间中的场,而且仅仅在原金属面以外的部分是正确的。

等效原理那一部分我是可以理解的
对于波导缝隙,分两个区域求解,
外面区域的场由 波导金属部分、缝上的等效电磁源J0, M0计算
里面区域的场则由 波导金属部分、缝上等效电磁源-J0,-M0计算。
我不太明白金属部分怎么就等效为 M0 叠加到原先的那个M0上了。
而后面那个问题,缝隙被当作等效电流源处理了。真是难以理解。

对于波导内的问题,用green函数求解,但是这里的green函数是波导内的green函数,其中包含了波导内壁的电流源,所以这里用的M0就只计算一次。而对于波导外的问题,用的green函数是自由空间的green函数,不包含电流源,所以就要把波导外的金属面的电流源去掉,怎么去呢,是在波导外壁的那一表面上已经等效出来的电流层和磁流层的后面紧贴一层理想导体,理想导体又可以等效为镜像源的作用,且镜像源和原来的等效源是贴在一起的。于是,原来的等效电流源与其镜像抵消,而磁流源与其镜像相加成2倍了。因此,对于外问题,把缝隙等效为2倍的磁流源后,那么必须将原来的金属表面去掉,将2倍的磁流源所处的环境由原来的半无限大自由空间变为整个自由空间。
可以参考石长生老师的《天线原理》的第一章

是不是可以说,对波导开缝的问题,这种方法应该还是有近似的。
就是求解外部场的时候,用自由空间中的green函数代替了自由空间里有
个波导的green函数。
对波导内部的问题,是用完整的波导的场代替了开缝的波导的场。
对无限大平面的开缝问题,就是严格的了。

这种方法不是近似,是等效。对于外问题,这个问题应该比较好理解,就是利用镜像原理,把原来的磁流源和金属板的问题等效为两个磁流源而没有金属板。求外场的时候,是用自由空间的green函数来表示自由空间里由波导的green函数。
对于波导内问题,只要green函数的展开项够多,就可以足够精确。、
另外,如果是做博士论文,最好不要选这个题目。波导缝隙天线数值计算是一个已经被算烂了的问题,而且学校里能够做的,无非就是算单个波导上的个把缝隙而已,对于实际应用没有太大意义。另外实际的波导缝隙天线的设计都不会搞这些的,现在的设计也多半用HFSS,CST等商业软件做,关键是要理解设计的基本物理原理。目前,一个意大利的软件“SWAN”,完全采用Elliot的解析公式,能够在几分钟之内设计出一个30dB增益的波导缝隙阵。国内的一些研究所为了这个问题绞尽脑汁,所以他们对这个软件很欢迎的。所以,与其做算法本身,还不如研究其物理本质,直接利用现成软件设计一些天线阵。

:)
纯瞎想,与选题无关。

说的很好
现在很多高校找不到合适的题目 都是在做数值算法
毕业了 可以该行做软件了
.60

我所知道的情况是,国内高校做数值算法的根本就很少
不过就业机会更少而已

我当时说错了。外场的green函数不是近似的,是精确的。
在取镜像的时候有近似。用无穷大金属表面的磁流源的镜像代替了波导表面的
磁流源的镜像。
ps:1 这两个镜像应该是不一样的吧。:)
   2 你说得挺好的。不过,提这个问题就只是想把理论搞搞清楚,免得犯错误。

这个与其说是近似,不如说是渐进。位于有限大金属表面上方一个有限高度的磁流源,它的镜像的大小是和它本身有差异的,但是随着高度的降低,其镜像就越来越接近磁流源本身。当磁流源紧贴在金属表面的时候,其镜像就等于其本身。可以用如下证明:
    考虑理想导体边界条件上方无限小高度的面磁流源,在这个源和金属边界之间的空间中,其切向电场应该就可以用麦克斯韦边界条件表示为:
    jm=-(-n)×Et
其中-n表示与金属表面法线相反的方向。而其镜像磁流在和金属边界面一边切向电场可以表示为:
    jm'=-n×Et'
显然磁流源与其镜像产生的切向电场的和场强为0,所以把以上两式相减可以得到:
    jm-jm'=-(-n)×Et-(-n×Et')=n×(Et+Et')=0
所以有jm=jm'
    以上证明的关键点就在于“无限小高度”这个条件,这样才能用边界条件的关系表示源和镜像源在金属边界面上产生的场。

距离pec高度无限小的面磁流源在pec面积有限情况产生的镜像和pec无限大情况产生的镜像
会一样么?

是一样的。我上面给出了证明,你可以试着找反例。
一个典型的可以证明我所说的例子是,考虑一个半径为a的金属球外的一个点电荷,其镜像电荷为:
q'=-a/d1*q
其中a为球的半径,d1为电荷到球心的距离。镜像电荷的位置为:
d2=a^2/d1
当电荷无限接近金属球表面时,有d1=a,所以
q'=-q,d2=a
这就说明其镜像的大小和原电荷相等,且都贴近金属表面。
关于这两个公式可以参考电磁场的书。

如果球变成了半个球呢?
照你的说法金属屏蔽都不用封闭了。
按照你的要求,举个例子吧
波导里面,一个无限靠近某一个壁且和壁平行的磁流源,它的镜像就是一个级数
的形式。
再举个例子彻底反驳你
两个有限大面积的平行板,上面那块板上方无限近的地方有个平行的磁流源
那么它的镜像是无穷多个镜像源的组合。
如果是无穷大的两个平行板,那么这样的磁流源的镜像应该就只有一个磁流源。

这里的两个问题,先要吧概念明确一下。
    所谓波导里的源的镜像,一般没有说用级数表示的,至少我没有看到过,一般是用无限多个镜像表示的,倒是该源在波导里的green函数是用级数表示的。另外,镜像是用什么形式表示,并能说明其大小和方向就是和原来的源有不同,因为用级数表示只是一种表示形式而已,正如一个信号可以有时域表示和频域表示,但不能说两者有不同。
    关于两个有限大平面之间的源,其镜像是为无穷多个,但是与无限大的平行板不同,其远区的镜像是越来越小的。但是对于紧贴的那个镜像,是和源相同的。
    在这里,你可能要问,应该是所有的镜像和源一起合成的场满足边界条件啊?的确是这样,但是需要注意的是,镜像和源都是成对出现的,对于二此镜像,和其一次镜像都是成对出现的,这样的一对对的镜像的场都是满足边界条件的,当然这也是镜像原理的基本要求。所以,源和紧贴在边界上的镜像就是一对,他们合成场就满足边界条件,而根据前面的推导,这两者是相等的。

我只想证明,那个磁流源在无限大pec平面和有限大pec上产生的镜像不一样~~~
呵呵
不过要解析地计算有限大的pec平面的情况,应该还是蛮复杂的

貌似伯克利的物理书里有一个计算有限大圆盘上的一个点电荷的场的例子。
其实这个例子可以这样理解,无限大平面上有限高度的源的问题和有限大平面上无限小高度的源的问题是完全相似的。这是因为对于有限大平面上的源,从其所在位置去观察平面的边缘,其视角几乎是平行与平面的,而从无限大平面上的有限高度去观察无限大平面的边缘,其视角也是平行与平面的。所以这两个问题在几何上是个相似形,那么其电磁场的解也应该是相似的。

口说无凭啊,听着就像忽悠小学生似的

不是怕说复杂了理解不了吗?呵呵
其实前面的证明就是一个很一般化,很普适的证明,与具体的形状都无关了。

不是你自己理解不了吧

哈哈哈哈

你俩真无聊,别灌水了。

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