image 068

68 Pole bliskie anteny i jego znaczenie dla techniki antenowej

Zależność (4.10) wskazuje, że w strefie dalekiej moc promieniowana w danym kierunku (dS_r(0)/(dO d<p)) nie zależy od odległości a jedynie od kierunku. Oznacza to w istocie, że w strefie dalekiej możemy jednoznacznie zdefiniować charakterystykę kierunkową promieniowania anteny (lub charakterystyki kierunkowe dla składowych pól). Warto przypomnieć, że pole w strefie dalekiej jest poprzeczne, a więc wystarczy scharakteryzować jedynie pole elektryczne (lub magnetyczne) - charakterystyka dla pola magnetycznego (elektrycznego) będzie taka sama.

Rozważymy obecnie własności pola e-m w bezpośredniej bliskości anteny (z tego też względu obszar ten jest nazywany w literaturze polem bliskim anteny). Przyjmijmy na wstępie kryterium pola bliskiego w postaci kr << 1. Wtedy w zależnościach (4.4) i (4.5) możemy zaniedbać te składniki, w których r w mianowniku występuje w niższej potędze. W efekcie uzyskujemy:

Er		hlcosS jkr ^30 2irkr^3	(4.11)
Ee		khlame ikr 47rk r^3	(4.12)
Hy		kio l sin # —jkr Anr^2	(4.13)
	E	*Hr*He* 0	(4.14)

Rozważmy wektor Poyntinga, związany z tym polem. Wykorzystując (4.11) -f-(4.13) uzyskujemy po przekształceniach:

(4.15)

5 = S_ri_r + S$i$

gdzie:

S_r

Se

(|J₀|/sin#)² 3z°    16tr²fcr⁵

(|/₀1 Z)²sin# cos#

J    __

Już pobieżne porównanie (4.15) z (4.8) pozwala zauważyć podstawową różnicę pomiędzy tymi wyrażeniami. Na wstępie stwierdzamy, że wektor Poyntinga dla pola w strefie bliskiej jest urojony co oznacza, że energia pola e-m jest w tym obszarze magazynowana a nie przenoszona. Ponadto składowe wektora Poyntinga są odwrotnie proporcjonalne do piątej potęgi odległości, co wskazuje na bardzo silną zmienność pola oraz zależność charakterystyki kierunkowej promieniowania od odległości. Warto również zauważyć, że (4.11) oraz (4.12) mają