鏡像原理是指位於無窮大的、理想導電平板上方空間的任何電荷產生的磁場，在電氣上等效於原來的電荷產生的電場疊加上由它的鏡像產生的電場。
當一個聲源靠近剛性壁面時，由於壁面的影響，輻射情況與在自由空間的情況不一樣，按鏡像原理，此時的輻射可看成為該聲源和一個在對稱位置上的“虛聲源”（即鏡像）所產生的合成聲場。當聲源靠近絕對軟邊界時，邊界面也會影響聲源的輻射。這時鏡像原理也成立，不過這時虛聲源的相位與實聲源的相位相反。
基本介紹
- 中文名：鏡像原理
- 外文名：Mirror image principle
- 定義：無窮大、導電平板上方電荷的磁場
- 套用學科：電磁場與微波技術
- 縮寫：MIP
- 關於：輻射場
概念,工作原理,
概念
鏡像原理是指位於無窮大的、理想導電平板上方空間的任何電荷產生的磁場，在電氣上等效於原來的電荷產生的電場疊加上由它的鏡像產生的電場。
當一個聲源靠近剛性壁面時，由於壁面的影響，輻射情況與在自由空間的情況不一樣，按鏡像原理，此時的輻射可看成為該聲源和一個在對稱位置上的“虛聲源”（即鏡像）所產生的合成聲場。當聲源靠近絕對軟邊界時，邊界面也會影響聲源的輻射。這時鏡像原理也成立，不過這時虛聲源的相位與實聲源的相位相反。
電場也可以利用鏡像原理進行求解。
工作原理
在靜態場中，為了考慮導電面對電荷或電流的影響，引入了鏡像電荷或鏡像電流來代替邊界上感應電荷或感應電流對場的影響。簡化了場的計算。鏡像原理同樣適用於時變電磁場中理想導電平面對時變電磁場的影響。
圖1設在無限大理想導電平面上方有一電流元。如圖1所示。在理想導電平面上方的任一場點P上的場由兩部分組成：一部分是直接從電流元來的直達波
；另一部分是由理想導電平面來的反射波
。
如果P點靠近理想導電面，由邊界條件知，在理想導電平面上，
。
圖2現在考慮如圖2所示的相距為2h，大小相等的兩個電流元在中間平面上的電場。可以證明，在這種情況下，當兩電流元取向一致，並且相位相同時，在中間平面上總電場的切向分量為零。這一結論由圖2中可以看出。由於兩個電流元大小相同，到平面上任一點的距離也相等，其位置具有對稱性，兩電場切向分量剛好抵消，合成電場與平面垂直。
根據時變電磁場的唯一性定理，以上兩種情況在平面上方空間是等效的。也就是說，在上半空間兩種情況的場是相同的，即導體平面上的反射場可由一鏡像電流元等效。
圖3如果電流元水平放置，可以證明，其鏡像電流元是在對稱位置上的水平反向放置的大小相同的電流元，如圖3所示。也可以說喔水平放置的電流元的鏡像是對稱位置的相同大小同方向但相位相差π的電流元。
圖4理想導電平面上方電流元的鏡像也可以用將電流元看作一對時變電偶極子來分析，如圖4所示。
鏡像原理也可用於簡化計算理想導電平面上方的線天線的輻射場。
