Радиоволны
Радиоволны в идеальном диэлектрике без зарядов
Монохроматические волны в идеальном пространстве
Представление монохроматических волн в виде комплексных. амплитуд
Радиоволны в проводниках. Скин-эффект
Радиоволны в линиях передачи
Поперечно- магнитные волны
Фазовая и групповая скорости волн. Длина волны в линии
Радиоволны в прямоугольном волноводе
Телеграфные уравнения
Режимы работы линий передачи
Коэффициент стоячей волны напряжения
Излучение и распространение радиоволн
Ближняя и дальняя зоны излучателя
Диаграмма направленности антенны
Типы антенн
Навигация
Радиоволны в идеальном диэлектрике без зарядов
Основы радиосвязи
65484
знака
0
таблиц
33
изображения
1.3 Радиоволны в идеальном диэлектрике без зарядов
Идеальный диэлектрик – такой диэлектрик, в котором нет токов, т.е. в соответствии с (1.1), проводимость g=0. Если для упрощения решения принять, что в диэлектрике нет зарядов, т.е. q =0 (или ρ = 0), а электромагнитное поле меняется только вдоль одной координаты z, в то время, как
, 
,
то решение уравнений Максвелла приводит к волновым уравнениям для 2 – х проекций векторов напряженности 
и 
, сдвинутых в пространстве на 90o; например, для проекций 
и 
- см. Приложение 3:
(1.2,а).
(1.2,б).
Решением уравнений (1.2) являются волновые функции 
, 
и 
, 
, где и - прямые волны, распространяющиеся вдоль оси z, а и - обратные волны, бегущие в противоположном направлении. В полученных решениях применено обозначение
(1.3)
Параметр v имеет размерность м/с и является скоростью распространения волны. Для вакуума 
, 
и v = c = 3*108 м/с. В любой среде, где 
и 
, скорость электромагнитной волны
(1.4)
В Приложении 3 записана связь и :
(1.5)
Величина
имеет размерность Ом и называется волновым сопротивлением среды. В вакууме
Ом.
Итак, в идеальном диэлектрике при сделанных допущениях решением уравнений Максвелла являются электромагнитные волны, движущиеся вдоль оси z в прямом и обратном направлениях со скоростью v. Прямая волна распространяется от источника электромагнитных колебаний, а обратная возникает при наличии отражений.
1.4 Энергия электромагнитного поля
Если в пространстве существует электромагнитное поле, то в произвольном объеме V имеется энергия
,
где
плотность электрической энергии Дж/м3,
плотность магнитной энергии, Дж/м3 .
Поскольку электромагнитное поле существует в виде волн, поле будет перемещаться в пространстве. В частности, энергия будет выходить или входить в объем V. Для оценки энергии электромагнитных волн введена физическая величина, называемая вектором Пойнтинга 
и равная векторному произведению векторов и :
,Вт/м2.
Величина вектора Пойнтинга
,
где α – угол между векторами и . В идеальном диэлектрике П = EH.
Вектор Пойнтинга перпендикулярен плоскости расположения векторов и и его направление определяется «правилом винта» при вращении к по кратчайшему расстоянию (рис.1)
Размерность величины вектора - Вт/м2. Поэтому П – это энергия электромагнитного поля, проходящая в единицу времени через поверхность единичной площади, т.е. плотность потока мощности.
Энергия электромагнитного поля, выходящая из объема V в единицу времени, определяется формулой
,
где под интегралом – скалярное произведение векторов и 
, а интеграл берется по замкнутой поверхности S, ограничивающий объем V.
В случае, если диэлектрик в объеме V - неидеальный (
), то возникают токи проводимости плотностью 
и, в соответствии с законом Джоуля – Ленца, часть энергии электромагнитного поля преобразуется во внутреннюю (тепловую) энергию диэлектрика.
Закон сохранения энергии определяется теоремой Пойнтинга:
-
где в левой части – скорость убывания энергии поля в объеме V, Pпот - количество теплоты, выделяющейся в 1 с в диэлектрике за счет протекания токов, т.е. мощность потерь, причем
,
где скалярное произведение 
- это плотность мощности потерь, т.е. количество теплоты, выделяемой в единицу времени.
В соответствии с теоремой Пойнтинга, изменение энергии электромагнитного поля в объему V происходит по 2-м причинам. Во - первых, за счет движения энергии в пространстве, во – вторых, за счет нагревания диэлектрика при протекании токов проводимости.
Похожие работы
... .php?title=%D0%92%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%BA%D0%BE%D0%BD%D0%BD%D0%BE-%D0%BE%D0%BF%D1%82%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F_%D1%81%D0%B2%D1%8F%D0%B7%D1%8C&printable=yes - cite_note-1. 4. Спутниковая связь Спутниковая связь — один из видов радиосвязи, основанный на использовании искусственных спутников земли в качестве ретрансляторов. Спутниковая связь осуществляется между земными ...
... Так как данное соотношение не выполняется, то следует рассчитать дальность диапазона с помощью направляющих линий. 1.4 Расчет дальности связи в гектометровом диапазоне при использовании направляющих линий Дальность уверенной радиосвязи, км, между стационарными и локомотивными радиостанциями при применении направляющих линий ; (4) где Адоп – максимально допустимое затухание сигнала в ...
... локомотивные радиостанция 11 - 4400 - 4400 Итого 19,5 36841 170,5 37031 8. Расчет экономической эффективности внедрения новых устройств. Расчет экономической эффективности сводится к определению годового экономического эффекта при внедрении маневровой радиосвязи на станции Б. Оборудование станции Б устройствами маневровой радиосвязи включает: Количество ...
... радиоволн - DmW. bas (3.375 кБ), Программа расчета сетей ПРС в гектометровом диапазоне радиоволн - GmW. bas (8.290 кБ). Библиографический список 1. Художитков П.И., Золотых О.В. Системы железнодорожной связи. - Екатеринбург: УрГУПС, 1993. - 15 с. 2. Ваванов В.В. и др. Радиотехнические средства ж. д. транспорта. - М.: Транспорт, 1991. - 303 с. 3. Волков В.М., Головин ЭЛ., Кудряшов ...
0 комментариев