電磁波泄露原理圖
同軸波導(dǎo)的開口面可以看成是最簡單的口徑天線，作為平面口徑的一種，其場分布較為復(fù)雜。首先，同軸波導(dǎo)開口面上不僅有TEM波，而且有結(jié)構(gòu)復(fù)雜的縱波；其次，在同軸波導(dǎo)開口面上除入射波外，還有反射波；第三，在波導(dǎo)開口面上除有主波外，還有高次模波，此外，電磁場不僅存在于波導(dǎo)開口面，在波導(dǎo)的外表面也有磁場，這是由于有一部分電流從波導(dǎo)開口面流向波導(dǎo)外表面造成的。如把這些因素全部考慮，將使波導(dǎo)開口面的輻射問題變得非常復(fù)雜，要得到這一問題的嚴(yán)格解在數(shù)學(xué)上也會(huì)遇到很大困難。在天線理論中，一般采用近似解法來研究波導(dǎo)開口面的輻射。假設(shè)同軸波導(dǎo)開口面的頻率是傳輸?shù)闹髂２ǖ娜肷洳ê头瓷洳ㄖ停床豢紤]在開口面所產(chǎn)生的高次模波以及波導(dǎo)外表面的電流。
對(duì)于伸展金屬面上的任意開口，當(dāng)電磁能量通過開口輻射時(shí)，在天線理論中都可以看成是縫隙天線。它是一個(gè)孔徑天線，通常是在同軸線、波導(dǎo)管或諧振腔的壁上開縫，電磁波通過開縫向外部空間輻射，它的近場和遠(yuǎn)場原則上都可以通過導(dǎo)體表面的電流來決定。在采用外置天線接收局放脈沖激發(fā)并泄漏到GIS外空間的電磁波時(shí)，可以認(rèn)為是內(nèi)部的電磁場在間隔縫隙表面電流驅(qū)動(dòng)的縫隙天線所發(fā)射的電磁波。
從上面分析了解到GIS內(nèi)腔中的電磁場結(jié)構(gòu)，在同軸波導(dǎo)內(nèi)由局放脈沖激勵(lì)了一定模式以后，波導(dǎo)內(nèi)壁上形成一定規(guī)律的電流力線，如果存在縫隙截?cái)嗖▽?dǎo)內(nèi)壁上的電流線，則縫隙受到激勵(lì)，在縫隙上形成電場分布，并向空間輻射?？p隙輻射能量的多少，決定于它切割電流場的多少，也就是決定于它在波導(dǎo)壁上的位置。
波導(dǎo)壁上開縫激發(fā)磁場原理圖
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