(三)MIT公开课雷达系统工程之重温电磁学

发布时间 2023-08-15 08:42:06作者: SymPny

0 写在前面

看似波澜不起的日复一日,一定会在某一天,看到坚持的意义,会庆幸“真好,我撑过来了”,而不是后悔“要是当初再……就好了”。

1 基本介绍

库仑定律(Coulomb’s Law):符号相反的两个电荷吸引;并且具有相同符号的两个电荷相互排斥。电力的大小与两个电荷的大小成正比,与两个电荷之间的距离成反比。该电力方向沿着两个电荷之间的线。

库伦:夏尔·奥古斯丁·德·库仑(Charles-Augustin de Coulomb,1736年-1806年),法国物理学家军事工程师、土力学奠基人。库仑是法国著名军事工程学专家和物理学家,库仑最为知名的是他总结和研究了电荷之间的相互作用,从而得出了库仑定律,这个定律成为世界各国中学物理教学的一个基本定律,此外在摩擦力方面,库仑也有深刻的研究。为了纪念库仑,1908年,他的名字被用于命名国际单位制下电荷的单位。

电场:空间中一点处的总电场是由许多点电荷引起的,是每个点的电场的矢量和。

高斯定律(Gauss’s Law):电通量密度。

高斯:约翰·卡尔·弗里德里希·高斯(德语:Johann Carl Friedrich Gauß,1777年4月30日-1855年2月23日),德国数学家物理学家天文学家大地测量学家,并享有“首席数学家”(拉丁语:Princeps mathematicorum)的美誉。

毕奥-萨伐尔定律(Biot - Savart Law):磁场和磁通量密度。

让-巴蒂斯特·毕奥:(法语:Jean-Baptiste Biot,1774年4月21日-1862年2月3日),法国物理学家天文学家数学家。在电磁学研究中曾提出知名的毕奥-萨伐尔定律

磁通量与无磁电荷:

安培定律(Ampere’s Law):恒定电流。

安培:安德烈-马里·安培FRS(法语:André-Marie Ampère,法语发音:[ɑ̃dʁe maʁi ɑ̃pɛʁ],1775年1月20日-1836年6月10日)是法国物理学家、数学家,经典电磁学的创始人之一。为了纪念他的贡献,国际单位制电流的单位“安培”以他的姓氏命名。

法拉第定律(Faraday’s Law):不断变化的磁场会产生电场。

法拉第:迈克尔·法拉第(英语:Michael Faraday,1791年9月22日-1867年8月25日),英国物理学家,在电磁学电化学领域做出许多重要贡献,其中主要的贡献为电磁感应抗磁性电解

2 麦克斯韦方程组(Maxwell’s Equations)

电磁学(麦克斯韦以前):Surprise! These formulae are inconsistent!

“前麦克斯韦方程组”的不一致性:

“位移电流是如何形成的”:

电磁学(麦克斯韦):

麦克斯韦:詹姆斯·克拉克·麦克斯韦FRSFRSE(英语:James Clerk Maxwell;1831年6月13日-1879年11月5日),英国苏格兰物理学家。其最大功绩是提出了将统归为电磁场现象的麦克斯韦方程组。麦克斯韦在电磁学领域的功绩实现了物理学自艾萨克·牛顿后的第二次统一。

边界方程:

边界方程(续):

3 电磁波

电磁波辐射:辐射是由时变电流或电荷的加速(或减速)产生的。

辐射来自振荡电偶极子:

为何是微波雷达:

电磁波产生和计算特性:

天线和雷达截面分析使用“相量表示”:通过傅立叶分析,任何时间变化都可以表示为谐波解的叠加。

场域:

远场电磁波特性:

电磁波极化特性:

极化:

圆极化(CP):

传播-自由空间:

指向矢量——物理意义:

电磁波的传输模式:

微波电磁波的导引传输:

雷达目标的大小是如何表征的:如果已知目标的入射电场,并测量散射电场,则可以计算目标的“雷达截面”(有效面积)。

4 参考文献

[1] 百度翻译

[2] MIT 公开课: Radar Systems Engineering

[3] 维基百科