Studopediya

КАТЕГОРИЯ:


Астрономия- (809) Биология- (7483) Биотехнологии- (1457) Военное дело- (14632) Высокие технологии- (1363) География- (913) Геология- (1438) Государство- (451) Демография- (1065) Дом- (47672) Журналистика и СМИ- (912) Изобретательство- (14524) Иностранные языки- (4268) Информатика- (17799) Искусство- (1338) История- (13644) Компьютеры- (11121) Косметика- (55) Кулинария- (373) Культура- (8427) Лингвистика- (374) Литература- (1642) Маркетинг- (23702) Математика- (16968) Машиностроение- (1700) Медицина- (12668) Менеджмент- (24684) Механика- (15423) Науковедение- (506) Образование- (11852) Охрана труда- (3308) Педагогика- (5571) Полиграфия- (1312) Политика- (7869) Право- (5454) Приборостроение- (1369) Программирование- (2801) Производство- (97182) Промышленность- (8706) Психология- (18388) Религия- (3217) Связь- (10668) Сельское хозяйство- (299) Социология- (6455) Спорт- (42831) Строительство- (4793) Торговля- (5050) Транспорт- (2929) Туризм- (1568) Физика- (3942) Философия- (17015) Финансы- (26596) Химия- (22929) Экология- (12095) Экономика- (9961) Электроника- (8441) Электротехника- (4623) Энергетика- (12629) Юриспруденция- (1492) Ядерная техника- (1748) Arhitektura- (3434) Astronomiya- (809) Biologiya- (7483) Biotehnologii- (1457) Военни бизнесмен (14632) Висока technologies- (1363) Geografiya- (913) Geologiya- (1438) на държавата (451) Demografiya- ( 1065) Къща- (47672) журналистика и смирен (912) Izobretatelstvo- (14524) външен >(4268) Informatika- (17799) Iskusstvo- (1338) историята е (13644) Компютри- (11,121) Kosmetika- (55) Kulinariya- (373) културата е (8427) Lingvistika- (374) Literatura- (1642) маркетинг-(23702) математиците на (16968) Механична инженерно (1700) медицина-(12668) Management- (24684) Mehanika- (15423) Naukovedenie- (506) образователна (11852) truda- сигурност (3308) Pedagogika- (5571) Poligrafiya- (1312) Politika- (7869) Лево- (5454) Priborostroenie- (1369) Programmirovanie- (2801) производствено (97 182 ) индустрия- (8706) Psihologiya- (18388) Religiya- (3217) Svyaz (10668) Agriculture- (299) Sotsiologiya- (6455) на (42831) спортист строително (4793) Torgovlya- (5050) транспорт ( 2929) Turizm- (1568) физик (3942) Filosofiya- (17015) Finansy- (26596) химия (22929) Ekologiya- (12095) Ekonomika- (9961) Electronics- (8441) Elektrotehnika- (4623) Мощност инженерно ( 12629) Yurisprudentsiya- (1492) ядрена technics- (1748)

Лекция №2. Самолет електромагнитни вълни. поляризация вълни

Помислете за един безкраен триизмерното пространство, в което няма свободни такси R = 0 и даден параметър електродинамични Идентичен във всички точки. Хармонично различна електромагнитен процес е описан от уравненията на Максуел. Уравнения (1.2) - (1.5) с помощта на математически преобразувания, показва уравнението Хелмхолц:

, (2.1)

Уравнение (2.1) - хомогенна втори ред диференциално уравнение. За простота, ние се въведе решенията на параметрите:

(2.2)

и ние предполагаме, че: , Освен това, Това зависи само от координират Z, а именно: , След това разтворът на уравнение (2.1) ще бъде:

, (2.3)

където и корените на уравнението (2.2). Ние ги напиша:

,

,

Следователно: И експресията (2.3) може да се запише като:

, (2.4)

Expression (2.4) - единна плоска вълна. Първият план - един размножителен вълна в посока на намаляване на Z. Второ - нагоре. Следователно, стойността на г - коефициент размножаване.

Плосък нарича вълна разпространяващи се по всяка позиция и продължава при всяка фиксирана точка в равнината, перпендикулярна на тази координатна:

,

Параметърът б играе ролята на "пространство" честота на процеса - съотношението на фаза (1 / т). Нейният период: Когато L - дължина на вълната.

Повърхността задоволяване: наречен чело на вълната (фаза предната повърхност на равно фаза), движещ се по дължината на оста Z. с скоростта фаза:

,

Стойност на - затихване на плоска вълна в средата (1 / m).

Изчисленията използват най-специфична отслабване:

db / м.

Използването на второто уравнение на Максуел, ние откриваме, H и замени стойността на г:

,

Някои изводи:

- В единен плоска вълна вектори E и H са перпендикулярни;

- И Е и Н са перпендикулярни на оста на разпространение - напречен вълна;

- Комплексни амплитуди на Е на вектори и H във всяка точка в свързано пространство съотношение Zc аспект.

Zc - характеристика (вълна) импеданс:

,

Характерно импеданс Zc характеризира околната среда и, като цяло, не е свързано с загубата на топлина.

Ние дефинираме плътност на потока на мощността на самолет електромагнитна вълна:

,

ZC или за това:

,

Помислете как да се промени на по-горе съотношение, ако средата на разпространение - вакуум: ,

коефициент: изцяло измислени (няма жертви). фаза фактор Тогава скоростта фаза независимо от честотата.

От Z 0 - реален и равен Ома. Векторите Е и H се различават по фаза. Имайте предвид, че това е вярно и за въздуха.

В без загуба среда, но с д> 1, т> 1:

;

,

На практика, в микровълновата - обхват употреба, обикновено с ниска загуба диелектрик и м »1. За изчисляване на основните характеристики на плоския ЕМЕ следните изрази са използвани в този случай:



,

,

Ако TGS << 1, т.е., в случая на малки загуби, И - е право пропорционална на Западна и ите:

,

Най-характерните импеданс в този случай:

,

Тъй ZC - комплекс количество, векторите Е и Н осцилира от фаза и фазовия ъгъл е приблизително равна на S / 2.

В добре провеждащи медии, дори и с постоянна и м, абсолютната диелектрична проницаемост честота е функция от: Това означава, че има честота дисперсия.

Тя се казва, че при дадена честота wmaterialnaya среда е добре проводима (метал-подобни), ако:

s¤w >> д и (2.5)

което означава, че плътността на проводимост плътност на тока е по-висока от течения Сигналите и поляризация на токове.

В резултат на това при ниски честоти несъвършени диелектрици и полупроводници са метали като (суха почва при честота F = 1MHz държи като добре проводяща среда). Но дори и при най-високите честоти на неравенството на радио (2.5) се отнася и за метали с голям резерв.

В добре проводима среда може да се разглежда като приблизително:

,

след това ,

Използване на експресията, преминете към А и Б:

,

И двете количества зависят силно от W, дисперсия произнася:

;

,

Най-характерните импеданс:

,

стойност Това означава, че вектор часа в проводник е изместен по фаза спрямо вектор Е при 45 °.

Ако ¹ 0, амплитудата на самолет електромагнитна вълна се променя заедно Z координатите на разпространението на съответствие със закона ,

Разстоянието, на което амплитудата намалява с коефициент д, наречен дълбочината на проникване или дебелината на повърхностния слой (D)

;

,

В обхвата микровълнова дълбочината на проникване е много ниска. За мед при 10 GHz D = 0,6 mm, която позволява използването на тънки (10-20 микрона) слоеве са добри проводници за намаляване на загубите.

Честота дисперсия е също характеристика на плазма (йонизиран газ), за нея:

;

;

,

Къде n- честота на сблъсъци между електрони и неутрални молекули,

w-л - сайт (плазма) честота, където, когато п = 0, е = 0, както добре.

,

където Ни - концентрация на електрони.

Ако няма загуби, скоростта фаза се изразява:

,

скорост на предаване на информация (скорост на преместване в енергийната пространство, или бавна вълна плик или група):

,

Тази формула е валидна за теснолентовите сигнали (радио импулси могат да се използват, и т.н.). Тази честота зависимост води до разпространение на (увеличение в дължина) импулси.

Помислете поляризирани вълни. Ние вярваме, че вектор E има два компонента, и , Намираме позицията на крива, която е мястото на всички вектор Е от цялостния процес на. Препишете компоненти под формата на: , , Ние сме ги повишаване на площада и добавя:

,

Това уравнение е елипса, и вълна от про казват, че е елиптично поляризирана вълна (вж. Фигура 2.1).

Фигура 2.1 - An елиптично поляризирана вълна

В този случай, на вектор Е върти обратно на часовниковата стрелка, гледано от края на краищата аз Z - поляризирана вълна лявата.

Специални случаи:

- Е нула или един от компонентите на фазовата разлика между тях е нула. След края на вектор Е се премества по произволен ред обикновено ориентирани в координатната система. Wave - линейно поляризирана.

- Равно на амплитудата на E m = E 1 м 2, а фаза смяна на - 90 °. След вълната на крива кръг нарича вълна с кръгова поляризация.

Тя лесно се вижда, че наслагването на две вълни с линейна поляризация, фаза-изместен и пространствено от 90 °, дава елиптично поляризирана вълна, две вълни с кръгова поляризация и противоположни посоки на въртене, в резултат на наслагване дава линейно поляризирана вълна.

Лекция №3. Падащи плоски електромагнитни вълни върху интерфейса на двете медии

Граничните условия - съотношението, показваща връзката между стойностите на векторите на ЕМП в различни среди в интерфейса се наричат ​​гранични условия.

Цялата система се състои от гранични условия на четирите формули:

; (3.1)

; (3.2)

; (3.3)

, (3.4)

Формула (3.1) показва, че нормалното компонент на вектора D претърпява скок на стойността повърхностен заряд , В действителност, повърхностният заряд не е така, дебелината на слоя е ограничен и D променя постепенно. Но математически модел е по-удобно.

Ако свободните разноски в интерфейса не съществуват медии , Тогава вектор Е:

,

Нормалната компонент на вектора Е е прекъснат.

Формула (3.2) показва, че tangensalnaya компонент на вектора Е е непрекъснато на преминаване през интерфейса между две среди.

За нормални компоненти на вектора B са непрекъснати (3.3), и компонентите на H tangensalnye на вектор претърпява раси върху стойността на повърхност плътността на тока на (3.4), насочени перпендикулярно на вектора (или неговите компоненти).

В интерфейса с перфектен проводник В рамките на която областта отсъства, според уравненията на Максуел ще притежават следните гранични условия:

;

;

;

,

Помислете попадат плоски електромагнитни вълни върху интерфейса на двете медии. Интерфейсът ще поеме безкрайно продължен. Равнината, минаваща през нормалата към интерфейса паралелно на посоката на разпространение се нарича равнината на падане.

Ако вектор E е перпендикулярна на тази равнина, вълната - обикновено поляризирана ако паралелно вълна - паралелно поляризирана.

Всеки друг вектор E ориентация, следва да се разглежда като суперпозиция ,

Падането на вълните с нормална поляризация в интерфейса между двете медии е показан на фигура 3.1.

Фигура 3.1 - Падането на вълните с нормална поляризация в интерфейса между две медии

Амплитудите на електрическото и магнитното поле на инцидента, отразени и пречупени вълни се определят от изразите:

;

;

;

;

;

,

ъгъл J инцидента вълна частично (или напълно), отразена от границата между медиите под ъгъл й "и частично (или напълно) преминава във втората среда при θ ъгъл. Амплитудите на електрически интензитет на полето на отразените вълни и пречупени са посочени в тези изрази като някои стойности на А и В, съответно. Можем да предположим, че ориентацията на векторите по отношение на посоката на разпространение не се променя.

Характерните импеданс на първата среда:

,

Характерните импеданс на втората среда:

,

От граничните условия трябва да бъдат tangensalnyh равенство компоненти: , Гранични условия трябва да бъдат изпълнени за всяко Z. Това е възможно само ако зависимостта на Z за трите вектори на електрическото поле са еднакви. Това предполага два закона:

- Ъгълът на падане е равен на ъгъла на отражение

;

- Законът на Snell

,

където N - индекс на пречупване на средата

,

От закона за запазване на енергията, за да се определи константи А и Б в интерфейса (A и B са отразени и пречупени вълни амплитуда, съответно):

А = RE °;

Най-TE = °,

където R - коефициент на отражение, T - индекс на пречупване (Френеловите коефициенти).

В случай на нормално поляризация:

1 + R ^ = ^ T;

1-R ^ = T ^.

R модул характеризира съотношението между амплитудите на инцидента и отразени вълни, както и на аргумента - на фаза смяна между тези области:

R ^ = ;

T ^ = ,

Изход за паралелен поляризация е подобен, получаваме:

R | | = ;

T || = ,

При нормална честота на електромагнитна вълна, когато J = 0, равнината на падане става несигурно и разграничението изчезва поляризация:

R ^ = - R || = ;

T ^ = T || = ,

В '' минус '' се дължи на факта chtoR ^ и Т ^ коефициенти в електрическото поле, R ЕЕ и T EE - магнитните.

За конвенционалните изолатори съществува ъгъл честота, с която вълната инцидент е изцяло проведе на втората сряда нарича - ъгълът Брюстър. Това е възможно в следните случаи:

- Изисква че R ^ и R EE равна на 0 за всеки ъгъл на падане й, което означава за недвижими диелектрик Т.е. електромагнитни свойства на материала неразличими от вакуума, ако - първата среда, или (т / е = 1): Z = Z С1 С2;

- За успоредно поляризация, където :

;

- За нормална поляризация, когато :

,

От интерфейса на конвенционалните изолатори с нормална поляризация вълна се отразява на всички времена.

Прескачайки поляризирана вълна се отразява от интерфейса на всички времена.

Обърнете внимание на условията, при които веществото напълно отразява електромагнитни вълни инцидента върху него:

- ако на стойност м ограничен, коефициентите на отражение са склонни да ограничат стойности: R EE = - 1; R ^ = 1. Чрез ограничаване на случаите на много близки годни метали, те д разполага с голям имагинерна част. Метали - почти перфектно огледало за електромагнитните вълни.

- Вещества, които имат електронна при крайна стойност м стойност на магнитната проницаемост биха били много високи, за тях: R EE = 1; R ^ = -1. Например, ÷ RC тенденция 1 за критичен плазмата (Е £ 0);

- Когато вълна пътува от оптично плътна среда до по-малка плътност оптична среда (N2 <N 1):

,

Коефициентът на отражение на системата на п слоеве се описва от следното уравнение:

където

,

- Входно съпротивление на системата, и, ако ъгълът на падане не е равно на нула, е необходимо да се използват:

ç ;

ç ,

с перпендикулярни и успоредни поляризации съответно. J ъгли изчисляват от Snell закони.

Специални случаи:

- След половин вълна слой, когато

Входен импеданс: ,

отражение:

,

тоест, половин вълна слой не оказва влияние върху вълната на инцидент. По-специално, ако Z 1 = Z 3, тогава няма отражение (може да се използва като филтърната честота и посока).

- Четвърт-антирефлексно слой, когато

Коефициентът на отражение ще бъде нула, ако съпротивата: , Средната геометрична стойност. Използвайте по споразумение.

С оглед на изложеното по-горе, представлява зависимостта на R и T й в интерфейса (качествено) (вж. Фигура 3.2).

Фигура 3.2 - Зависимост на коефициента на отражение, а индексът на ъгъла на падане на пречупване: а) за паралелно поляризация;

б) за нормална поляризация

Зависимостта от дебелината на слоя е колебание в природата, със слой, ако е налице загуба, амплитудата на колебание има тенденция да се постоянна величина - далечния ръб престава да има ефект (вълни гниене, преди да го достигне).

Лекция №4. Падането на самолет електромагнитна вълна на интерфейса с немагнитен висока проводимост среда. далекопроводи

Разглеждане на честотата на равнина електромагнитна вълна от въздуха под ъгъл й на интерфейса с немагнитен висока проводимост среда. Този материал среда е сложен индекса на пречупване

<== Предишна лекция | На следващата лекция ==>
| Лекция №2. Самолет електромагнитни вълни. поляризация вълни

; Дата: 05.01.2014; ; Прегледи: 990; Нарушаването на авторските права? ;


Ние ценим Вашето мнение! Беше ли полезна публикуван материал? Да | не



ТЪРСЕНЕ:


Вижте също:



zdes-stroika.ru - Studopediya (2013 - 2017) на година. Тя не е автор на материали, и дава на студентите с безплатно образование и използва! Най-новото допълнение , Al IP: 66.102.9.24
Page генерирана за: 0.078 сек.