7.4. Элементарный магнитный излучатель

Рассмотрим поле, создаваемое элементом магнитного тока длиной Как и в 7.2, длина и поперечные размеры элемента тока считаются весьма малыми по сравнению с длиной волны.

Данная задача отличается от задачи об элементарном электрическом излучателе только тем, что вместо электрического тока здесь действует магнитный. Геометрия излучателей осталась неизменной, граничные поверхности в пространстве отсутствуют. Следовательно, решения этих двух задач связаны принципом двойственности, и соотношения для элементарного магнитного вибратора можно получить из формул для электрического вибратора простой заменой величин согласно (7.19).

Выпишем вначале выражения для составляющих электромагнитного поля в общем случае произвольном (расстоянии от магнитного вибратора. Из ф-л (7.9) и (7.10) с помощью принципа двойственности получаем

Свойства поля магнитного вибратора в ближней зоне во многом аналогичны свойствам ближнего поля электрического вибратора. Однако в этом случае выражение для магнитного, а не электрического поля содержит слагаемые порядка поэтому вблизи вибратора магнитное поле преобладает над электрическим По структуре ближнее магнитное поле аналогично магнитостатическому полю постоянного магнита или витка с током (см. задачу 5.11); обе эти системы являются магнитными диполями. Линии электрического поля образуют систему окружностей с центрами на оси ; электростатические системы с подобным полем не существуют.

Запишем выражения для электромагнитного поля в дальней зоне, заменив к на и сохранив только те слагаемые, которые пропорциональны

Сравним (7.21) с формулами для поля излучения в волновой зоне элементарного электрического излучателя (7.12). Фазы и амплитуды составляющих поля в зависимости от расстояния в обоих случаях изменяются одинаково. Одинаковы также зависимости напряженности полей от направления — диаграммы направленности (рис. 7.5). Теперь осью диаграммы является направление магнитного тока (точно так же, как ранее — направление электрического тока), вдоль оси магнитного вибратора излучение отсутствует, а в перпендикулярной к ней плоскости оно максимально. Таким образом, оба элементарных вибратора (электрический и магнитный) создают поля, одинаково распределенные в пространстве.

Единственным отличием поля магнитного вибратора в дальней зоне от поля электрического является другая ориентация его векторов относительно оси вибратора. У электрического вибратора

вектор электрического поля лежит в одной плоскости с его электрическим током, а вектор магнитного поля перпендикулярен этому току (для направлений вблизи экваториальной плоскости можно сказать, что вектор Е параллелен оси электрического вибратора В поле магнитного вибратора меняются местами (рис. 7.7): в одной плоскости с магнитным током лежит магнитная составляющая поля излучения, а вектор электрического поля перпендикулярен направлению магнитного тока.

Рис. 7.7

Мощность излучения элементарного магнитного вибратора можно определить непосредственно из ф-лы (7.16), применив к ней принцип двойственности (7.19):

Коэффициент перед квадратом магнитного тока называют проводимостью излучения; при