Учебное пособие — Тамбов: ТГТУ, 2012. — 200 с.
Рассмотрены основные уравнения и положения электродинамики,
возбуждаемые электромагнитные волны в неограниченном пространстве,
их характеристики и параметры, рассматриваются вопросы теории
направляемых электромагнитных волн и особенности построения и
практического применения фидерных трактов и колебательных
СВЧ-устройств различных типов в существующих и перспективных
образцах радиотехнических систем, рассмотрены вопросы теории
распространения радиоволн в свободном пространстве.
Предназначено для бакалавров, специалистов, магистрантов, обучающихся по направлениям 210400 «Радиотехника», 211000 «Конструирование и технология электронных средств», 210700 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи», 210201 «Проектирование и технология радиоэлектронных средств» очной и заочной форм обучения. Введение
Основные уравнения и законы электромагнитного поля
Интегральные и дифференциальные уравнения электростатического поля
Электростатическое поле заряда. Закон Кулона
Напряженность электрического поля. Потенциал
Поле системы зарядов. Электрический диполь
Теорема Остроградского–Гаусса, материальные уравнения
Энергия электростатического поля Интегральные и дифференциальные уравнения магнитного поля
Постоянный электрический ток. Вектор плотности тока
Закон Ома в дифференциальной форме. Уравнение непрерывности
Закон Ампера. Магнитная индукция
Напряженность магнитного поля
Магнитное поле рамки с постоянным током
Энергия магнитного поля Уравнения Максвелла и их решение
Полная система уравнений Максвелла. Их физическое содержание. Интегральная форма уравнений Максвелла
Решение уравнений Максвелла, волновых уравнений. Теорема запаздывающих электродинамических потенциалов
Уравнения Максвелла в комплексной форме
Граничные условия для векторов электромагнитного поля
Теорема Умова–Поинтинга. Энергия электромагнитного поля. Теорема подобия. Граничные задачи электродинамики Электромагнитные волны, их характеристики и параметры
Электромагнитные волны
Понятие волнового процесса
Плоские электромагнитные волны
Ортогональность векторов электрического и магнитного полей
Цилиндрические и сферические волны
Поляризация электромагнитных волн Распространение электромагнитных волн в неограниченных изотропных средах
Распространение плоских ЭМВ в идеальном диэлектрике
Классификация сред по их электрическим свойствам, граничная частота
Распространение плоских ЭМВ в идеальном диэлектрике Плоские ЭМВ в средах с потерями
Распространение плоских ЭМВ в среде с потерями
Фазовая и групповая скорости ЭМВ, явление дисперсии и ее виды
Поверхностный эффект Особенности распространения электромагнитных волн на границе раздела двух сред
Падение плоской ЭМВ на границу раздела двух сред
Основные соотношения, описывающие падение плоской ЭМВ на границу раздела двух сред
Коэффициенты Френеля для волн различной поляризации
Нормальное падение плоской ЭМВ на границу раздела двух сред Наклонное падение плоской ЭМВ на границу раздела двух сред
Наклонное падение плоской ЭМВ на границу раздела двух идеальных диэлектриков
Явление полного преломления, угол Брюстера
Явление полного внутреннего отражения, критический угол
Падение плоской ЭМВ на поверхность идеального проводника
Приближенные граничные условия Леонтовича–Щукина Основы теории излучения электромагнитных волн
Электромагнитное поле элементарного вибратора
Физическая сущность процесса излучения ЭМВ в свободное пространство
Элементарные излучатели, их основные типы
Электромагнитное поле элементарного вибратора Зоны поля элементарного электрического вибратора (ЭЭВ)
Структура поля в ближней и дальней зонах
Энергетические параметры, мощность и сопротивление излучения
Диаграмма направленности, коэффициент направленного действия Электромагнитное поле элементарной рамки
Определение магнитной элементарной рамки
Принцип перестановочной двойственности и его применение для нахождения ЭМП элементарной рамки
Мощность и сопротивление излучения, диаграмма направленности элементарной рамки Электромагнитное поле источника Гюйгенса
Метод эквивалентных токов и его применение для решения задач электродинамики
Электромагнитное поле источника Гюйгенса в дальней зоне
Диаграмма направленности, коэффициент направленного действия
Дифракция электромагнитных волн
Дифракционный метод Гюйгенса–Кирхгофа для монохроматической волны
Дифракция Фраунгофера плоской волны на прямоугольном отверстии в проводящем экране
Дифракция Френеля Электромагнитные волны в направляющих системах
Основные характеристики линий передачи
Назначение направляющих систем – линий передачи
Определение и классификация направляемых электромагнитных волн в линиях передачи, классификация линий передачи
Т-волна в коаксиальной линии передачи
Полосковые линии передачи
Волноводные линии передачи Электромагнитные волны в прямоугольном волноводе
Н-волны в прямоугольном волноводе
Е-волны в прямоугольном волноводе
Критическая частота и критическая длина волны в прямоугольном волноводе
Основные параметры распространения ЭМВ в прямоугольном волноводе
Волна Н10 в прямоугольном волноводе Электромагнитные колебания в объемных резонаторах
Объемные резонаторы
Общие сведения об объемных резонаторах
Свободные электромагнитные колебания в объемных резонаторах
Добротность, вынужденные колебания в объемных резонаторах
Резонаторы сложной формы, коаксиальный объемный резонатор[/i] Электромагнитные колебания в объемных резонаторах волноводных типов
[i]Резонаторы волноводного типа
Колебания Н- и Е-типов в прямоугольном ОР, основные типы колебаний, структуры полей, резонансные частоты
Колебания Н- и Е-типов в круглом (цилиндрическом) ОР, основные типы колебаний, структуры полей, резонансные частоты Замедляющие структуры
Электромагнитные волны в замедляющих структурах
Способы замедления электромагнитных волн
Свойства «медленных» волн
Замедляющие свойства различных типов замедляющих структур
Пространственные гармоники Электромагнитные волны в анизотропных средах
Анизотропные свойства ферритов
Магнитные свойства веществ, анизотропные среды
Физико-химические свойства ферритов
Анизотропные свойства намагниченных ферритов
Особенности распространения ЭМВ в ферритах Влияние земной поверхности на распространение радиоволн
Распространение радиоволн в свободном пространстве
Радиоволны и их классификация
Модель распространения радиоволн в свободном пространстве
Отражение радиоволн от земной поверхности
Критерий Рэлея Распространение электромагнитных волн вблизи поверхности земли
Интерференционная формула для расчета напряженности поля, множитель ослабления
Модель радиотрассы с высокоподнятыми антеннами. Метод расчета по формуле Б.А. Введенского
Учет сферичности поверхности Земли при распространении радиоволн. Учет явления дифракции Заключение
Список литературы
Предназначено для бакалавров, специалистов, магистрантов, обучающихся по направлениям 210400 «Радиотехника», 211000 «Конструирование и технология электронных средств», 210700 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи», 210201 «Проектирование и технология радиоэлектронных средств» очной и заочной форм обучения. Введение
Основные уравнения и законы электромагнитного поля
Интегральные и дифференциальные уравнения электростатического поля
Электростатическое поле заряда. Закон Кулона
Напряженность электрического поля. Потенциал
Поле системы зарядов. Электрический диполь
Теорема Остроградского–Гаусса, материальные уравнения
Энергия электростатического поля Интегральные и дифференциальные уравнения магнитного поля
Постоянный электрический ток. Вектор плотности тока
Закон Ома в дифференциальной форме. Уравнение непрерывности
Закон Ампера. Магнитная индукция
Напряженность магнитного поля
Магнитное поле рамки с постоянным током
Энергия магнитного поля Уравнения Максвелла и их решение
Полная система уравнений Максвелла. Их физическое содержание. Интегральная форма уравнений Максвелла
Решение уравнений Максвелла, волновых уравнений. Теорема запаздывающих электродинамических потенциалов
Уравнения Максвелла в комплексной форме
Граничные условия для векторов электромагнитного поля
Теорема Умова–Поинтинга. Энергия электромагнитного поля. Теорема подобия. Граничные задачи электродинамики Электромагнитные волны, их характеристики и параметры
Электромагнитные волны
Понятие волнового процесса
Плоские электромагнитные волны
Ортогональность векторов электрического и магнитного полей
Цилиндрические и сферические волны
Поляризация электромагнитных волн Распространение электромагнитных волн в неограниченных изотропных средах
Распространение плоских ЭМВ в идеальном диэлектрике
Классификация сред по их электрическим свойствам, граничная частота
Распространение плоских ЭМВ в идеальном диэлектрике Плоские ЭМВ в средах с потерями
Распространение плоских ЭМВ в среде с потерями
Фазовая и групповая скорости ЭМВ, явление дисперсии и ее виды
Поверхностный эффект Особенности распространения электромагнитных волн на границе раздела двух сред
Падение плоской ЭМВ на границу раздела двух сред
Основные соотношения, описывающие падение плоской ЭМВ на границу раздела двух сред
Коэффициенты Френеля для волн различной поляризации
Нормальное падение плоской ЭМВ на границу раздела двух сред Наклонное падение плоской ЭМВ на границу раздела двух сред
Наклонное падение плоской ЭМВ на границу раздела двух идеальных диэлектриков
Явление полного преломления, угол Брюстера
Явление полного внутреннего отражения, критический угол
Падение плоской ЭМВ на поверхность идеального проводника
Приближенные граничные условия Леонтовича–Щукина Основы теории излучения электромагнитных волн
Электромагнитное поле элементарного вибратора
Физическая сущность процесса излучения ЭМВ в свободное пространство
Элементарные излучатели, их основные типы
Электромагнитное поле элементарного вибратора Зоны поля элементарного электрического вибратора (ЭЭВ)
Структура поля в ближней и дальней зонах
Энергетические параметры, мощность и сопротивление излучения
Диаграмма направленности, коэффициент направленного действия Электромагнитное поле элементарной рамки
Определение магнитной элементарной рамки
Принцип перестановочной двойственности и его применение для нахождения ЭМП элементарной рамки
Мощность и сопротивление излучения, диаграмма направленности элементарной рамки Электромагнитное поле источника Гюйгенса
Метод эквивалентных токов и его применение для решения задач электродинамики
Электромагнитное поле источника Гюйгенса в дальней зоне
Диаграмма направленности, коэффициент направленного действия
Дифракция электромагнитных волн
Дифракционный метод Гюйгенса–Кирхгофа для монохроматической волны
Дифракция Фраунгофера плоской волны на прямоугольном отверстии в проводящем экране
Дифракция Френеля Электромагнитные волны в направляющих системах
Основные характеристики линий передачи
Назначение направляющих систем – линий передачи
Определение и классификация направляемых электромагнитных волн в линиях передачи, классификация линий передачи
Т-волна в коаксиальной линии передачи
Полосковые линии передачи
Волноводные линии передачи Электромагнитные волны в прямоугольном волноводе
Н-волны в прямоугольном волноводе
Е-волны в прямоугольном волноводе
Критическая частота и критическая длина волны в прямоугольном волноводе
Основные параметры распространения ЭМВ в прямоугольном волноводе
Волна Н10 в прямоугольном волноводе Электромагнитные колебания в объемных резонаторах
Объемные резонаторы
Общие сведения об объемных резонаторах
Свободные электромагнитные колебания в объемных резонаторах
Добротность, вынужденные колебания в объемных резонаторах
Резонаторы сложной формы, коаксиальный объемный резонатор[/i] Электромагнитные колебания в объемных резонаторах волноводных типов
[i]Резонаторы волноводного типа
Колебания Н- и Е-типов в прямоугольном ОР, основные типы колебаний, структуры полей, резонансные частоты
Колебания Н- и Е-типов в круглом (цилиндрическом) ОР, основные типы колебаний, структуры полей, резонансные частоты Замедляющие структуры
Электромагнитные волны в замедляющих структурах
Способы замедления электромагнитных волн
Свойства «медленных» волн
Замедляющие свойства различных типов замедляющих структур
Пространственные гармоники Электромагнитные волны в анизотропных средах
Анизотропные свойства ферритов
Магнитные свойства веществ, анизотропные среды
Физико-химические свойства ферритов
Анизотропные свойства намагниченных ферритов
Особенности распространения ЭМВ в ферритах Влияние земной поверхности на распространение радиоволн
Распространение радиоволн в свободном пространстве
Радиоволны и их классификация
Модель распространения радиоволн в свободном пространстве
Отражение радиоволн от земной поверхности
Критерий Рэлея Распространение электромагнитных волн вблизи поверхности земли
Интерференционная формула для расчета напряженности поля, множитель ослабления
Модель радиотрассы с высокоподнятыми антеннами. Метод расчета по формуле Б.А. Введенского
Учет сферичности поверхности Земли при распространении радиоволн. Учет явления дифракции Заключение
Список литературы