通信工程師考試培訓(xùn)自由空間傳播

9.3.1 自由空間傳播

最簡(jiǎn)單的電磁波源是空間中的點(diǎn)波源。電磁波從這個(gè)點(diǎn)波源向四面八方同等程度的輻射，它的“波前”（即所有的輻射波在其中都有相同相位的一個(gè)表面）是一個(gè)球面。這樣的波源叫做各向同性輻射器，如圖9-2所示。當(dāng)然，在實(shí)際中，點(diǎn)波源是不存在的，但是在距離輻射源很遠(yuǎn)的距離，可以將轄射源近似看作點(diǎn)波源。

我們研究如圖9-2所示的球形表面的一小塊區(qū)域，在該區(qū)域到球心的距離很大的情況下，該區(qū)域類似于一個(gè)平面，因此在自由空間中傳播的電磁波通常假設(shè)為平面波，對(duì)它的處理通常比對(duì)球面波的處理要更簡(jiǎn)單一些。

無線電波在自由空間傳播時(shí)不存在能量損耗，但是會(huì)因波的擴(kuò)展而產(chǎn)生衰減。如果一個(gè)球體輻射器從波源處開始向外擴(kuò)張，則來自波源的所有能量都將通過球體的表面。由于自由空間不吸收任何能量，因此沒有能量損失。隨著球面到球心的距離增加，波源的能量將擴(kuò)展在很大的球面上，由于各向同性輻射器在各個(gè)方向上的輻射均相等，因此將總功率除以球體的表面積即可得到功率密度，單位為W/m2（瓦特每平方米），數(shù)學(xué)計(jì)算公式為

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