ワイヤーアンテナ本にある理論(結果)式の導出(14)微小DPによる電磁界(2)磁界の計算(1)
まず、アンテナ電流から求めたAを使用して磁界を求める手順となります。それには、アンテナの座標位置に注意します。アンテナの長さ方向をz軸上にとり、DPですからアンテナ線の中央で給電するとして、アンテナの中心部を原点Oに置いた状態とします。ただし、微小DPの電流分布は、通常のλ/2DPとは違い、アンテナ上の電流分布は一定です。それを図示したのが第2.1図です。

(本論)
球座標(r,θ,φ)における∇×Aの計算式は、
rotA=∇×A
| er r eθ r sinθ eφ |
=1/(r^2 sinθ)|∂/∂r ∂/∂θ ∂/∂φ |
| Ar r Aθ r sinθ Aφ |
....2-④
前回説明が漏れていますが、行列式の上段の
er (r方向)
eθ (θ方向)
eφ (φ方向)
これらは、球座標における各方向の単位ベクトルを意味します。
2.1.1 磁界の計算
第2.1図のように、波長に比べて微小な長さΔl(Lの小文字)の線状アンテナをz軸の方向に置き、Δlの間の電流分布は一様で実効値Iの電流が流れているものとします。
ベクトルポテンシャルAを与える式は、
A=(IΔl/4π){e^(-jkr) }/r .....2.①
となりますが、第2.1図の場合、Aの方向は電流Iの方向と一致しますからz方向成分だけとなります。
∴
A=Azk=(IΔl/4πr)e-jκr・k ....(2.1)
∴
Az=(IΔl/4πr)e-jκr ....(2.1)’
ここで、kはz方向の単位ベクトル、Iは電流ベクトルIの実効値
※ ワイヤーアンテナ本にある理論(結果)式の導出(13)
「光・電磁波工学」本による微小電流源からAを求め方【まとめ】
https://jo3krp2.seesaa.net/article/519874609.html
の最終部分にある
「次に、微小電流源から放射される電磁界を考える。この場合、電磁界は球面上に放射されるため。球座標系(r,θ,φ)で考えると都合がよい。電流源が座標原点に置かれ、z軸方向に向いているものとする。このときR=rとなり、補助ベクトルAの成分はz軸成分Azのみとなる。さらに、電流源の長さをΔl、太さを十分細いものとし、全電流を実効値Iを用いて考えれば、電流源の体積積分は、IΔlとなり、Azは次式のようになる。
Az=(Iμ0Δl/4πr)e^-jkr ....(7.5)」
※
となって、式(2.1)’と式(7.5)は、μ0を別とすれば、全く一致したことになります。
(本論)
球座標(r,θ,φ)における∇×Aの計算式は、
rotA=∇×A
| er r eθ r sinθ eφ |
=1/(r^2 sinθ)|∂/∂r ∂/∂θ ∂/∂φ |
| Ar r Aθ r sinθ Aφ |
....2-④
前回説明が漏れていますが、行列式の上段の
er (r方向)
eθ (θ方向)
eφ (φ方向)
これらは、球座標における各方向の単位ベクトルを意味します。
2.1.1 磁界の計算
第2.1図のように、波長に比べて微小な長さΔl(Lの小文字)の線状アンテナをz軸の方向に置き、Δlの間の電流分布は一様で実効値Iの電流が流れているものとします。
ベクトルポテンシャルAを与える式は、
A=(IΔl/4π){e^(-jkr) }/r .....2.①
となりますが、第2.1図の場合、Aの方向は電流Iの方向と一致しますからz方向成分だけとなります。
∴
A=Azk=(IΔl/4πr)e-jκr・k ....(2.1)
∴
Az=(IΔl/4πr)e-jκr ....(2.1)’
ここで、kはz方向の単位ベクトル、Iは電流ベクトルIの実効値
※ ワイヤーアンテナ本にある理論(結果)式の導出(13)
「光・電磁波工学」本による微小電流源からAを求め方【まとめ】
https://jo3krp2.seesaa.net/article/519874609.html
の最終部分にある
「次に、微小電流源から放射される電磁界を考える。この場合、電磁界は球面上に放射されるため。球座標系(r,θ,φ)で考えると都合がよい。電流源が座標原点に置かれ、z軸方向に向いているものとする。このときR=rとなり、補助ベクトルAの成分はz軸成分Azのみとなる。さらに、電流源の長さをΔl、太さを十分細いものとし、全電流を実効値Iを用いて考えれば、電流源の体積積分は、IΔlとなり、Azは次式のようになる。
Az=(Iμ0Δl/4πr)e^-jkr ....(7.5)」
※
となって、式(2.1)’と式(7.5)は、μ0を別とすれば、全く一致したことになります。
この記事へのコメント