菲涅尔半径 ppt课件.ppt

电波传播的菲涅尔区
理想的自由空间应是无边际的，但是这样的空间是不存在的。
而对某一特定方向而言，却存在着能否视为自由空间传播的讨论，更有其实际的意义。
对此，我们来学习：电波传播的菲涅尔区概念。
如下图所示，空间A处有一球面波源，现在来讨论其辐射场的大小。
（1）菲涅尔带
根据 “惠更斯-菲涅尔”原理，做一半径为R的同心球面，则该球面上所有的同相惠更斯源对于远区观察点P来说，均可以视为二次波源。
若P点与A点相距d=R+r0，为了计算方便起见，先将球面S分成许多环形带Nn(n=1,2,3,:)，并使相邻两带的边缘到观察点的距离相差半个波长此即为：物理学上的“菲涅尔带”（Fesnel Zone）。
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教师的教鞭
“不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
“太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
（15）
（2）菲涅尔带的特点及其空间辐射场
从“菲涅尔带”的释义中可知（参见下图），
菲涅尔环带具有如下特征：
图 菲涅尔半波带
(a)剖面图；(b)侧视的菲涅尔环形带
在此情况下，相邻两带对应部分的惠更斯源在P点的辐射将有λ/2的波程差(即 互为反相，差为180°)，从而起到互相削弱的作用。

可以证明：
当r0>>λ时(即P点位于A点的远场区时)，各带的面积大致相等。
那么，若设第n个菲涅尔半波带在P点产生的场强振幅为En(n=1,2,3,…)
则，由于每个菲涅尔半波带的辐射路径不一样，
它们在P点的场强有以下的关系式：
（16）
从平均角度而言，相邻两带对P点的贡献反相，于是P点的合成场振幅为：
（17）
将上式的奇数项拆成两部分，即En=En/2+En/2，
则式（17）可以重新写为：
（18）
仔细观察上式，
如果总带数足够大，利用式（16）的结论，
可以认为：
（19）
注释：第1环带在远区P点处辐射场强值的一半