transkript

1 FEDERALNA AGENCIJA ZA OBRAZOVANJE Državna obrazovna ustanova visokog stručnog obrazovanja "SJEVEROZAPADNI DRŽAVNI DOPISNIČKI TEHNIČKI UNIVERZITET" Odsjek za radiotehniku ​​ELEKTRODINAMIKA I ŠIRENJE RADIO TALASA OBRAZOVNO-METODIČKO OBRAZOVANJE I METODOLOŠKI KOMPLEKS: Bavni fakultet Direkcija za radioelektronski KOMPLEKS: Specijalistički institut za radioelektronike Radiotehnika Sankt Peterburg0

2 Odobreno od strane uredničkog i izdavačkog vijeća Univerziteta UDK Elektrodinamika i propagacija radiotalasa: nastavno-metodički kompleks / komp. L.Ya. Rhodes, D.A. Čistjakov. Sankt Peterburg: Izdavačka kuća SZTU, str. Obrazovno-metodički kompleks (EMC) razvijen je u skladu sa zahtjevima državnih obrazovnih standarda visokog stručnog obrazovanja. UMK se bavi teorijom elektromagnetnog polja, glavnim metodama za rešavanje primenjenih problema elektrodinamike u vezi sa širenjem elektromagnetnih talasa u sistemima za navođenje i radio talasima na prirodnim putevima. UMK je namenjen studentima specijalnosti koji izučavaju disciplinu "Elektrodinamika i širenje radio talasa", kao i diplomcima inženjera i tehnologije na smeru koji izučavaju istu disciplinu. Razmatrano na sastanku Odeljenja za radiotehniku, odobreno od strane metodološke komisije Instituta za radio elektroniku, grad Recenzenti: Odeljenje za radiotehniku, NWTU (šef katedre, G. I. Khudyakov, doktor tehničkih nauka, prof. ); V.S. Kalašnjikov, dr sc. nauka, prof., gl. naučnim saradnik VNIIRA. Sastavio: L.Ya. Rhodes, Ph.D. tech. nauka, vanr.; DA. Chistyakov, Ph.D. tech. nauka, vanr. Sjeverozapadni državni dopisni tehnički univerzitet, 008 Rhodes L.Ya., Chistyakov D.A., 008

3 1. Podaci o disciplini 1.1. Predgovor Elektrodinamika i propagacija radio talasa (ED i RRV) odnosi se na discipline opšteg stručnog ciklusa. Njegov obim prema državnom obrazovnom standardu (GES) je 170 sati. Obuhvaća dva međusobno povezana dijela: prvi dio - sama elektrodinamika (teorijska elektrodinamika) i dio - širenje radio valova (primijenjena elektrodinamika). Ova disciplina je osnovna za savremenu radiotehniku. Svrha izučavanja discipline je sticanje teorijskih znanja i vještina za rješavanje zadataka iz oblasti teorije elektromagnetnog polja, osobina interakcije elektromagnetnih talasa sa različitim fizičkim medijima, širenja radio talasa duž sistema vođenja i na prirodnim putevima. Zadaci izučavanja discipline su asimilacija osnovnih odredbi elektrodinamike i karakteristika širenja radio talasa. Kao rezultat izučavanja discipline, student mora steći znanja o disciplini, formirana na nekoliko nivoa: Imati ideju: o filozofskom tumačenju pojma "elektromagnetnog polja", o istoriji razvoja doktrine elektromagnetizma , o odnosu električnih, magnetskih i optičkih pojava, o vektorskoj prirodi elektromagnetnih i optičkih polja, o dometima radio talasa koji se koriste u tehnici, glavnim karakteristikama širenja radio talasa na prirodnim putevima. Znati: Maxwellove jednačine u integralnom i diferencijalnom obliku, fizičko značenje svih pojmova uključenih u ove jednačine; mehanizmi uticaja Zemlje i Zemljine atmosfere na širenje radio talasa različitih opsega. 3

4 Umeti da: konvertuje Maksvelove jednačine u jednačine elektro- i magnetostatike, stacionarnih električnih i magnetnih polja, u talasne jednačine za vektore elektromagnetnog polja, vektorske i skalarne potencijale; formulirati zadatak (odaberite model) za izračunavanje parametara određene radio veze. Steknite vještine: rješavanje problema elektrodinamike metodama: razdvajanje varijabli, retardirani potencijali, skalarni i vektorski Kirchhoff integrali; izbor tipa, dimenzija i proračun parametara vodećih sistema (voda elektromagnetne energije); proračun karakteristika zračenja elementarnih radijatora i stvarnih antena; izbor modela i određivanje prirode i stepena uticaja putanje širenja radio talasa na karakteristike određenog radiotehničkog sistema. Izučavanje discipline "Elektrodinamika i širenje radiotalasa" zahtijeva razvoj niza prethodnih disciplina. To uključuje: matematiku (serija, diferencijalni i integralni račun, teorija vektorskog polja, rješenje diferencijalnih jednačina); fizika (elektricitet i magnetizam, elektrodinamika); informatika (metode algoritmizacije, numeričke metode rješavanja). Zauzvrat, kurs ED i RRT leži u osnovi svih disciplina koje određuju stručno usavršavanje specijaliste u oblasti radiotehnike: osnove teorije kola, radio kola i signali, mikrotalasni uređaji i antene, uređaji za prijem i obradu signala, signal uređaji za proizvodnju i kondicioniranje, radiotehnički sistemi i dr. Sadržaj, obim i postupak izučavanja gradiva predmeta "Elektrodinamika i širenje radiotalasa" u skladu sa zahtjevima Državnog obrazovnog standarda utvrđeni su u "Programu rada" predstavljeno u rubrici "Informacioni resursi". Tu je predstavljen i „Tematski plan“ koji sadrži informacije o vrstama izvještavanja po temama. četiri

5 1. Sadržaj discipline i vrste nastavnog rada Sadržaj discipline U skladu sa Državnim obrazovnim standardom, u predmetu "Elektrodinamika i širenje radiotalasa" treba izučavati sljedeće didaktičke jedinice: integralne i diferencijalne jednačine elektromagnetizma; puni sistem Maksvelovih jednačina, granični uslovi; energija elektromagnetnog polja; teorema Umov-Poynting; granični problemi elektrodinamike; analitičke i numeričke metode za rješavanje graničnih problema; elektromagnetski valovi u različitim medijima; elektrodinamički potencijali; elektromagnetski talasi u sistemima za vođenje; elektromagnetne oscilacije u rezonatorima šupljina; pobuđivanje elektromagnetnih polja određenim izvorima; zračenje elektromagnetnih talasa u slobodni prostor; teorema retardiranog potencijala; širenje elektromagnetnih talasa u blizini površine Zemlje; troposfersko širenje radio talasa; širenje radio talasa na neravnom terenu iu prisustvu prepreka; modeli i metode izračunavanja radio-puteva Obim discipline i vrste obrazovno-vaspitnog rada Ukupno sati Vrsta nastavnog rada Oblik nastave Puno radno vrijeme Vanredno radno vrijeme Ukupan intenzitet rada discipline (OTD) 170 Rad pod rukovodstvom a. nastavnik (RpRP) Uključujući nastavu u učionici: Predavanja Praktična nastava (PP) Laboratorijski rad (HR) Broj sati rada koristeći DOT Samostalni rad studenta

6 Srednja kontrola, broj Ispit - Test Vrsta završne kontrole (ispita), broj Spisak vrsta obrazovno-vaspitnog rada studenta, tekuća kontrola napredovanja i srednja ovjera - dva testa (za vanredni i vanredni oblici obrazovanja); -testovi (obuka na teme, prekretnice po dijelovima discipline, pitanja za samoispitivanje, itd.); - jedan kredit (za laboratorijski rad, 1. dio - elektrodinamika); -dva ispita.. Radni studijski materijali.1. Radni program(170 sati) Dio 1 - elektrodinamika.1.1. Odjeljak 1. Integralne i diferencijalne jednačine elektromagnetizma Osnovni pojmovi i definicije (4 sata) [ 1 ], c Osnovni pojmovi i definicije, materijalnost elektromagnetnog polja, vektori elektromagnetnog polja, klasifikacija medija u elektrodinamici. Maxwellove jednadžbe - osnovne jednadžbe elektrodinamike (1 sat) [ 1 ], sa Maxwellovim jednadžbama u integralnom i diferencijalnom obliku i njihovim fizičkim značenjem. Jednačina kontinuiteta električne struje. Električne i magnetske struje i punjenja trećih strana. Kompletan sistem EMF jednadžbi u simetričnom i asimetričnom obliku. Maxwellove jednadžbe za harmonike 6

7 ovisnost elektromagnetnih procesa o vremenu. Kompleksna permitivnost medija. Princip permutacijske dualnosti Maxwellovih jednadžbi. Energetske karakteristike EMF-a (6 sati) [ 1 ], s Energetski bilans u EMF-u: lokalizacija, kretanje i transformacija energije. Energetske karakteristike za harmonijsku zavisnost elektromagnetnih procesa o vremenu. Elektromagnetski talasi - oblik postojanja EMF-a (6 sati) [1], sa Talasnim jednadžbama za EMF vektore. Elektrodinamički potencijali. Talasne jednadžbe za elektrodinamičke potencijale. Talasne jednadžbe u kompleksnom obliku. Pojedini tipovi EMF jednadžbi (4 sata) [ 3 ], sa Elektrostatičkim poljem: sistem naelektrisanja, dipola, kapacitivnosti, provodnika i dielektrika u elektrostatičkom polju. Stacionarno polje: sistem struja, magnetni dipol, induktivnost. Kvazistacionarno polje: od Maxwellovih jednadžbi do teorije kola..1.. Odjeljak. Granični problemi elektrodinamike Osnovne metode za rješavanje problema elektrodinamike (8 sati) [1], str. 1-7 Unutrašnji i eksterni problemi elektrodinamike. Granični uslovi i stanje zračenja. Jedinstvenost rješenja problema elektrodinamike. Princip superpozicije rješenja, teorema reciprociteta, teorema ekvivalencije. Rigorozne metode rješenja: retardirani potencijali, razdvajanje varijabli, Kirchhoff. Približne metode rješavanja: geometrijska i valna optika, rubni valovi, geometrijska teorija difrakcije, modeliranje. 7

8 Ravni elektromagnetski talasi (EMW) (10 sati) [1], str. 7-4 Opća svojstva valnih procesa. Ravni homogeni elektromagnetski talasi u homogenom beskonačnom izotropnom mediju. Valovi u dielektriku, poluvodiču i provodniku. Sferni EMW u beskonačnim homogenim medijima. EMW zračenje (1 sat) [ 1 ], s Tipovi elementarnih emitera. Zračenje sistema datih struja. Elementarni električni emiter: komponente EMF vektora, funkcija usmjerenosti, snaga zračenja i otpor. Elementarni magnetni emiter. Huygens element. Ravni EMW u nehomogenom mediju (10 sati) [3], s Elektromagnetski valovi i optički snopovi. Granični uslovi za vektore elektromagnetnog polja. Refleksija i prelamanje elektromagnetnih talasa na ravnoj granici između medija. Snellovi zakoni i Fresnelove formule. Koncepti Brewsterovih uglova, totalne unutrašnje refleksije, površinskog efekta Odjeljak 3. EMW u sistemima za vođenje. Elektromagnetne oscilacije u rezonatorima šupljina. Vođeni EMW i sistemi za vođenje. Waveguides (16 sati) [1], s Opće informacije o sistemima za vođenje i vođenim talasima. Šuplji metalni talasovodi: pravougaoni, okrugli. Struktura elektromagnetnog polja, glavne vrste talasa, fazne i grupne brzine, talasna dužina u talasovodu, karakteristična impedansa, elektromagnetno slabljenje

9 talasa filamenta, pobuđivanje i spajanje talasovoda, izbor veličina talasovoda za rad na datom tipu talasa. Koaksijalni i dvožični dalekovodi (4 sata) [3], str. 4-9 Karakteristike T talasa i glavni parametri T talasa u koaksijalnom i dvožičnom dalekovodu. Fazna konstanta, fazna brzina, grupna brzina, talasna dužina linije, impedansa. Opseg jednomodnog rada koaksijalne linije. Rezonantni rezonatori (8 sati) [3], sa segmentom vodećih struktura kao rezonatorom. Opća teorija šupljinskih rezonatora na bazi pravougaonih, cilindričnih i koaksijalnih talasovoda. Prirodna frekvencija i faktor kvaliteta rezonatora. Pobuđivanje rezonatora. Deo širenja radio talasa.1.4. Odjeljak 4. Širenje EMW u blizini površine Zemlje. Uticaj prepreka. Osnovni pojmovi i definicije (4 sata), str. 4-7 Osnovni koncepti i definicije u teoriji RRT-a. Uloga i mjesto pitanja širenja radio talasa u obuci radio inžinjera. Istorija razvoja RRT teorije. Klasifikacija radio talasa po frekventnim opsezima i metodama širenja na prirodnim putevima. Širenje radio talasa u slobodnom prostoru (10 sati), sa elektromagnetnim poljem izotropnih i usmerenih emitera u slobodnom prostoru. Idealne jednačine radio komunikacije za radijatore 9

10 različitih vrsta. Huygens-Fresnel princip. Fresnelove zone u slobodnom prostoru. Bitna i minimalna površina prostora tokom širenja radio talasa. Gubitak prenosa tokom širenja radio talasa u slobodnom prostoru. Uticaj Zemljine površine na širenje radio talasa (18 sati), sa električnim parametrima zemljine površine. Formulacija i generalno rješenje problema difrakcije radio valova oko homogene sferne Zemljine površine. Analiza opšteg rešenja problema: uticaj električni parametri površine Zemlje i udaljenosti između odgovarajućih tačaka po veličini i ponašanju faktora slabljenja u svemiru. Proračun udaljenosti linije vida i množitelja slabljenja linije vida. formule interferencije. Granice primjenjivosti formula interferencije. Proračun faktora prigušenja u zoni sjene i polusenke. Refleksija radio talasa sa površine Zemlje, suštinske i minimalne površine reflektujuće površine. Obračunavanje uticaja zakrivljenosti Zemljine površine tokom refleksije radio talasa. Utjecaj nehomogenosti električnih parametara Zemljine površine na širenje radio valova duž nje. Utjecaj nepravilnosti Zemljine površine na širenje radio-talasa. Rayleighov kriterijum. Opšti podaci o širenju radio talasa u blizini statistički neravnih površina Odeljak 5. Uticaj Zemljine atmosfere na širenje radio talasa. Uticaj Zemljine troposfere na širenje radio talasa (10 sati), sa Sastavom i strukturom Zemljine atmosfere. Elektromagnetski parametri troposfere, stratosfere i jonosfere. Refrakcija radio talasa u troposferi i jonosferi. Jednačina putanje talasa i radijus zakrivljenosti snopa. Vrste prelamanja radio talasa u troposferi. Ekvivalentni poluprečnik Zemlje. Proces formiranja i parametri troposferskih talasovoda. deset

11 Uticaj Zemljine jonosfere na širenje radio talasa (8 sati), s Putanja radio talasa u jonosferi. Refleksija radio talasa od jonosfere. Kritične i maksimalne frekvencije. Fazne i grupne brzine širenja radio talasa u jonosferi. Utjecaj Zemljinog magnetskog polja na širenje radio-talasa u jonosferi. Rasipanje i apsorpcija radio talasa u troposferi i jonosferi. Metode za eksperimentalno proučavanje troposfere i jonosfere Odjeljak 6. Modeli i metode za proračun radio staza. Radio linije za razne namjene. Opsezi primijenjenih frekvencija (8 sati), od radiodifuznih, televizijskih, radio komunikacija, radara, radio navigacije, radio-upravljanja i telemetrijskih linija. Svrha radio-veza, rasponi korištenih frekvencija i karakteristike širenja radio-talasa u tim opsezima duž rute radio veze. Metode za proračun raznih radio veza, sa Metode za proračun radio veza za različite namene i različite opsege radio talasa. jedanaest

12 .. Tematski plan discipline ..1. Tematski plan discipline za studente redovnog obrazovanja n/n Naziv sekcija i tema Broj časova za redovno obrazovanje Vrste nastave (sati) predavanja PZ (S) LR revizija. DOT audit. DOT audit. DOT Samostalni rad Testovi Vrste kontrole Ispiti Sažeci LR Rad na kursu UKUPNO Odjeljak 1. Integralne i diferencijalne jednadžbe elektromagnetizma 1.1 Osnovni pojmovi i definicije 3 1. Maksvelove jednačine osnovne jednačine elektrodinamike Energetske karakteristike elektromagnetnog polja (EMF) Elektromagnetski talasi oblik postojanja EMF-a Pojedini tipovi EMF-a Se7. Granični problemi elektrodinamike 8.1 Osnovne metode za rješavanje problema elektrodinamike 9. Ravni elektromagnetski talasi (EMW) u homogenom mediju 10.3 Sferni EMW u beskonačnim medijima. EMW zračenje Ravan EMW u nehomogenom mediju 1 Odjeljak 3. EMW u sistemima za vođenje. Elektromagnetne oscilacije u šupljinskim rezonatorima Vođeni EMW i sistemi za vođenje. Valovodi Koaksijalni i dvožični dalekovodi Rezonantni rezonatori Odjeljak 4. EMW širenje u blizini površine Zemlje. Utjecaj prepreka Osnovni pojmovi i definicije

13 18 4. Širenje radio talasa u slobodnom prostoru Uticaj Zemljine površine na širenje radio talasa 0 Odeljak 5. Uticaj Zemljine atmosfere na širenje radio talasa odredišta. Opsezi primenjenih frekvencija 5 6. Metode proračuna različitih radio veza Tematski plan discipline za studente vanrednog i vanrednog obrazovanja p/p Naziv sekcija i tema Broj časova u dnevnom obliku Vrste nastave (časova) Predavanja PZ LR Auditorn. DOT Auditorn. DOT Auditorn. DOT Samostalan. rad Testovi Vrste kontrole Kontrola. rad PZ LR Tečaj. radovi Total Dio 1. Integralne i diferencijalne jednadžbe elektromagnetizma Osnovni pojmovi i definicije Maksvelove jednačine - osnovne jednačine elektrodinamike Energetske karakteristike elektromagnetnog polja (EMF) Elektromagnetski talasi - oblik postojanja EMF Pojedini tipovi EMF jednadžbe 4 Granični problemi elektrodinamike Osnovne metode za rješavanje problema elektrodinamike Ravni elektromagnetski talasi (EMW) u homogenom mediju Sferni EMW u beskonačnim homogenim medijima. EMW zračenje Ravan EMW u nehomogenom mediju

14 1 Odjeljak 3. EMW u sistemima vodiča. Elektromagnetne oscilacije u šupljinskim rezonatorima Vođeni elektromagnetski talasi i sistemi za vođenje. Talasnovodi Koaksijalni i dvožični dalekovodi Rezonantni rezonatori Odjeljak 4. Širenje elektromagnetnih talasa u blizini površine Zemlje. Uticaj prepreka Osnovni pojmovi i definicije Širenje radio talasa u slobodnom prostoru Uticaj Zemljine površine na širenje radio talasa Odeljak 5. Uticaj Zemljine atmosfere na širenje radio talasa Uticaj Zemljine troposfere na širenje radio talasa Uticaj Zemljine jonosfere na širenje radio talasa Odeljak 6. Modeli i metode za proračun radio putanja Radio veze za različite namene. Opsezi primenjenih frekvencija Metode proračuna različitih radio veza Tematski plan discipline za studente dopisnih predmeta p/n Naziv sekcija i tema Broj časova za redovno obrazovanje Vrste časova (sati) predavanja PZ (S) LR revizija. DOT audit. DOT audit. DOT Samostalni rad Testovi Vrste kontrole Ispiti Sažeci LR Nastavni rad UKUPNO Dio 1. Integralne i diferencijalne jednačine elektromagnetizma 1.1 Osnovni pojmovi i definicije 3 1. Maxwellove jednačine osnovne jednačine elektrodinamike Energetske karakteristike elektromagnetnog polja (EMF)

15 5 1.4 Oblik postojanja EMF elektromagnetnih talasa Pojedini tipovi EMF jednačina Odjeljak. Granični problemi elektrodinamike Osnovne metode za rješavanje problema elektrodinamike 9. Ravni elektromagnetski talasi (EMW) u homogenom mediju Sferni EMW u beskonačnim medijima. EMW zračenje Ravan EMW u nehomogenom mediju Odjeljak 3. EMW u sistemima za vođenje. Elektromagnetne oscilacije u šupljinskim rezonatorima Vođeni EMW i sistemi za vođenje. Talasovodi Koaksijalni i dvožični dalekovodi Rezonantni rezonatori Odjeljak 4. Širenje 4 EMW blizu površine Zemlje. Uticaj prepreka Osnovni pojmovi i definicije Širenje radio talasa u slobodnom prostoru Uticaj Zemljine površine na širenje radio talasa Odeljak 5. Uticaj Zemljine atmosfere 5 na širenje radio talasa Uticaj Zemljine troposfere na širenje radio talasa talasi 5. Uticaj Zemljine jonosfere na širenje radio talasa 3 Odeljak 6. Modeli i metode za proračun radio putanja Radio linije za različite namene. Opsezi primijenjenih frekvencija 5 6. Metode za proračun raznih radio veza

16.3. Strukturni i logički dijagram discipline Elektrodinamika i širenje radio-talasa Odjeljak 1 Integralne i diferencijalne jednadžbe Odjeljak Granični problemi elektro- Odjeljak 3 Elektromagnetski talasi u vodičima Odjeljak 4 Širenje elektromagnetnih talasa u blizini Odjeljak 5 Utjecaj Zemljine atmosfere na model6 i metode obračuna ra- Basic pojam i definicija - Maxwellove jednadžbe - osnovne Osnovne metode rješavanja problema električno vođenih elektromagnetnih valova i Osnovni pojmovi i definicija - Utjecaj Zemljine troposfere na širenje radio-vodova različitih namjena. Diapa- Energetske karakteristike elektro- Ravni elektromagnetni talasi Sferni elektromagnetski talasi u koaksijalnim i dvožičnim dalekovodima bez zrna Širenje radio talasa u slobodnom pro- Uticaj jonosfere Zemlje na propagaciju Metode za proračun različitih ra- Elektromagnetni talasi formiraju Ravni elektromagnetski talasi na širenju Širenje radio talasa u prostoru Pojedine vrste elektromagnetskih jednačina

17.4. Vremenski raspored izučavanja discipline (za studente koji uče uz upotrebu DOT-a) Naziv dela (teme) Trajanje izučavanja dela (teme) 1 Sekcija 1. Integral i diferencijal 7 dana. jednadžbe elektrodinamike Odjeljak. Granični problemi elektrodinamike 9 dana. 3 Odjeljak 3. Elektromagnetski talasi u sistemima za vođenje. Elektromagnetne oscilacije u rezonatorima šupljina 7 dana. 4 Odjeljak 4. Širenje elektromagnetnih 7 dana. talasi u blizini Zemljine površine 5 Odeljak 5. Uticaj Zemljine atmosfere na širenje 4 dana. radio talasi 6 Odeljak 6. Modeli i metode za proračun radio putanja 4 dana. 7 Pregled 1 dan. 8 dana polaganja ispita. UKUPNO.5. Praktični blok 5.1. Praktična obuka Praktična obuka (redovna edukacija) 4 dana. Broj i naziv teme Tema.3 Sferni elektromagnetski talasi u beskonačnim medijima. EMW zračenje Tema 3.1 Vođeni EMW i sistemi za vođenje. talasovodi Tema 4. Širenje radio talasa u slobodnom prostoru Rešavanje zadataka o EMW zračenju elementarnih električnih i magnetnih dipola Određivanje veličine talasovoda i karakteristika EMF u pravougaonim i okruglim talasovodima Određivanje parametara radio komunikacionih linija u slobodnom (vaseljenskom) prostoru - Proračun intenziteta EMF-a na

18 površine Zemlje o širenju radiotalasa diolinama koji prolaze blizu površine Zemlje Praktična nastava (dopisni i vanredni oblici obrazovanja). Praktična nastava za studente ovih oblika obrazovanja nije predviđena nastavnim planovima i programima..5.. Laboratorijski rad Laboratorijski rad (redovno obrazovanje) Broj i naziv odjeljka (teme) Sekcija. Granični problemi elektrodinamike Tema.. Ravni elektromagnetski talasi Tema.4. Ravni EMW u heterogenom mediju Odjeljak 3. EMW u sistemima za vođenje. Elektromagnetne oscilacije u šupljinskim rezonatorima Tema 3.1. Vođeni EMW i sistemi za vođenje Tema 3.3. Volumetrijski rezonatori Naziv laboratorijskog rada Istraživanje polarizacije elektromagnetnog polja Ispitivanje refleksije i prelamanja planarne EMW na ravnoj granici između dva homogena dielektrična medija Istraživanje osnovnog talasa u šupljem pravougaonom metalnom talasovodu Istraživanje elektromagnetnog polja rezonator sa cilindričnom šupljinom Broj sati

19 Odjeljak 4. Širenje EMW u blizini površine Zemlje Tema 4. Širenje radio talasa u slobodnom prostoru Tema 4.3. Uticaj Zemljine površine na širenje radio talasa Istraživanje područja svemira koje ima značajan uticaj na širenje radio talasa u homogenom mediju Istraživanje uticaja Zemljine površine na širenje radio talasa 4 4 Laboratorijski rad (vanredna nastava) Broj i naziv sekcije (teme) Sekcija. Granični problemi elektrodinamike Tema.. Ravni elektromagnetski talasi Tema.4. Ravni EMW u heterogenom mediju Odjeljak 3. EMW u sistemima za vođenje. Elektromagnetne oscilacije u šupljinskim rezonatorima Tema 3.1. Vođeni EMW i sistemi za vođenje Tema 3.3. Volumetrijski rezonatori Naziv laboratorijskog rada Istraživanje polarizacije elektromagnetnog polja Ispitivanje refleksije i prelamanja planarne EMW na ravnoj granici između dva homogena dielektrična medija Istraživanje osnovnog talasa u šupljem pravougaonom metalnom talasovodu Istraživanje elektromagnetnog polja rezonator sa cilindričnom šupljinom Broj sati

20 Odjeljak 4. Širenje EMW u blizini površine Zemlje Tema 4. Širenje radio talasa u slobodnom prostoru Tema 4.3. Uticaj Zemljine površine na širenje radio talasa Istraživanje područja svemira koje ima značajan uticaj na širenje radio talasa u homogenom mediju Istraživanje uticaja Zemljine površine na širenje radio talasa 4 4 Laboratorijski rad (dopisni oblik obrazovanja) Broj i naziv sekcije (teme) Sekcija. Granični problemi elektrodinamike Tema.. Ravni elektromagnetski talasi Tema.4. Ravni EMW u heterogenom mediju Odjeljak 3. EMW u sistemima za vođenje. Elektromagnetne oscilacije u šupljinskim rezonatorima Tema 3.1. Vođeni EMW i sistemi za vođenje Tema 3.3. Volumetrijski rezonatori Naziv laboratorijskog rada Istraživanje polarizacije elektromagnetnog polja Ispitivanje refleksije i prelamanja planarne EMW na ravnoj granici između dva homogena dielektrična medija Istraživanje osnovnog talasa u šupljem pravougaonom metalnom talasovodu Istraživanje elektromagnetnog polja rezonator sa cilindričnom šupljinom Broj sati 4

21 Odjeljak 4. Širenje EMW u blizini površine Zemlje Tema 4. Širenje radio talasa u slobodnom svemiru Tema 4.3. Uticaj Zemljine površine na širenje radio talasa Istraživanje područja svemira koje ima značajan uticaj na širenje radio talasa u homogenom mediju Istraživanje uticaja Zemljine površine na širenje radio talasa.6 . Sistem bodovnog ocjenjivanja znanja pri korištenju DOT Discipline Elektrodinamika i propagacija radio-talasa, kao što je navedeno, sastoji se iz dva dijela. Proučavanje prvog dijela predmeta (elektrodinamika) izvodi se u petom semestru i završava se ispitom. Prvi dio kursa sadrži tri dijela (dvanaest tema), u čijem je proučavanju potrebno uraditi prvi test koji se sastoji od dva zadatka. Svaka tema u osnovnim bilješkama završava se listom pitanja za samotestiranje koja bi se trebala smatrati otvorenim praktičnim testovima. Nakon proučavanja svake teme potrebno je odgovoriti na pitanja trening testova tekuće (srednje) kontrole, koja sadrži pet pitanja. Proučavanje svake sekcije završava se odgovorom na pitanja graničnog kontrolnog testa, koji sadrži deset pitanja. Brojevi odgovarajućih testova dati su u tematskom planu. Određivanje bodova se vrši na sljedeći način: - za tačan odgovor na pitanje srednjeg kontrolnog testa - bod; - za tačno riješen zadatak - 0 bodova. Uspješnim radom sa materijalima prvog dijela predmeta student može dobiti x10x3 + 0x = 100 bodova. Prevazilaženje praga od 70 bodova, kao i završetak ciklusa laboratorijskih radova u sekcijama i 3 tokom ispitne sesije i dobijanje 5

22 par na laboratorijskom radu, omogućava prijem ispita. Učenje drugog dijela predmeta izvodi se u šestom semestru i završava se ispitom. Drugi dio kursa sastoji se od tri dijela (sedam tema), u čijem je proučavanju potrebno uraditi drugi test koji se sastoji od dva zadatka. Svaka tema u glavnoj napomeni završava se pitanjima za samotestiranje, koja se trebaju smatrati otvorenim praktičnim testovima. Nakon proučavanja svake teme potrebno je odgovoriti na pitanja trening testa tekuće (srednje) kontrole, koji se sastoji od pet pitanja. Proučavanje svake sekcije završava se odgovorom na pitanja graničnog kontrolnog testa, koji sadrži deset pitanja. Brojevi odgovarajućih testova dati su u tematskom planu. Određivanje rejting bodova pri izučavanju drugog dijela predmeta vrši se na isti način kao i prvi dio. Uspješnim radom sa materijalima drugog dijela predmeta student može dobiti x10x3 + 0x =100 bodova. Prelazak praga od 75 bodova i završetak ciklusa laboratorijskih radova tokom ispitne sesije omogućava prijem na ispit. 3. Informativni resursi discipline 3.1. Bibliografska lista Glavna: 1. Kalašnjikov, V.S. Elektrodinamika i širenje radio talasa (elektrodinamika): slova. predavanja / V.S. Kalašnjikov, L.Ya. Rodos. Sankt Peterburg: Izdvo SZTU, Rhodes, L.Ya. Elektrodinamika i propagacija radio talasa (propagacija radio talasa): udžbenik - metod. kompleks: udžbenik / L.Ya. Rodos. - SPb.: Izdavačka kuća SZTU, Krasyuk, N.P. Elektrodinamika i širenje radio talasa: udžbenik. dodatak za univerzitete / N.P. Krasyuk, N.D. Dymovich.- M.: Više. sc., izborno: 6

23 4. Petrov, B.M. Elektrodinamika i širenje radio talasa: udžbenik. za univerzitete / B.M. Petrov. -e izd., ispravljeno. M .: Hotline Telecom, Krasyuk, N.P. Propagacija VHF u nehomogenoj troposferi: udžbenik. dodatak / N.P. Krasyuk, L.Ya. Rodos. L.: SZPI, Čistjakov, D.A. Zakoni i jednačine elektrodinamike kao posledica Maksvelovih jednačina: beleške sa predavanja / D.A. Čistjakov. Sankt Peterburg: SZPI, Čistjakov, D.A. Osnove elektrodinamike u problemima s rješenjima: pizm. predavanja / D.A. Čistjakov. Sankt Peterburg: SZPI, Čistjakov, D.A. Maxwellove jednadžbe, fizički aksiomi elektrodinamike: pis. predavanja / D.A. Čistjakov. SPb.: SZPI, U elektronskoj biblioteci SZTU na adresi nalaze se izvori iz bibliografske liste pod brojevima: 1;; Referentni apstrakt (scenarij nastavnog procesa) Disciplina Elektrodinamika i širenje radio talasa, kao što je već pomenuto, je fundamentalna disciplina i u potpunosti se zasniva na predmetima fizike i više matematike. U tom smislu, počevši od proučavanja, potrebno je prisjetiti se osnovnih podataka iz drugog dijela predmeta opšte fizike (elektricitet i magnetizam) i sljedećih odjeljaka više matematike: jednadžbe matematičke fizike, vektorske analize, teorije polja. Osnovni cilj discipline je proučavanje Maxwellovih jednačina, njihovog fizičkog značenja i primjene ovih jednačina u rješavanju primijenjenih problema radiofizike i radiotehnike. Metodologija i redoslijed izučavanja discipline odgovaraju listi tema tematskog plana. Materijal svake teme je zasićen matematičkim odnosima, čija je fizička interpretacija često prilično komplicirana, pa proučavanje gradiva zahtijeva ozbiljan, promišljen rad. 7

24 3..1. Osnovni pojmovi i definicije u elektrodinamici Glavni pojmovi i definicije su izneti na stranicama.Prilikom proučavanja ovog odeljka potrebno je razumeti svrhu discipline u pripremi radioinženjera, njeno mesto i zadatke u sistemu savremenih ideja. prirodnih nauka, obraćajući posebnu pažnju na materijalnost elektromagnetnog polja. Mora se naučiti da je elektromagnetno polje u svim njegovim manifestacijama u potpunosti karakterizirano s dva glavna i četiri dodatna vektora. Elektromagnetno polje postoji i razmatra se u različitim medijima, koji se klasifikuju prema prirodi zavisnosti njihovih elektromagnetnih parametara o vremenu, prostornim koordinatama, veličini i pravcu vektora elektromagnetnog polja koje postoji u ovoj sredini. Svi matematički odnosi ovog predmeta napisani su u "SI" jedinicama. Pitanja za samoispitivanje 1. Koje su glavne karakteristike elektromagnetnog polja koje potvrđuju njegovu materijalnost?. Koje je fizičko značenje vektora koji karakteriziraju elektromagnetno polje? 3. Kakav oblik imaju konstitutivne jednačine za vektore elektromagnetnog polja? 4. Koje se klasifikacije medija koriste u elektrodinamici? 3... Maxwellove jednačine - osnovne jednačine elektrodinamike Sadržaj ovog odjeljka predstavljen je na stranicama.

25. polje. Treba shvatiti da su izvori elektromagnetnog polja električno nabijene čestice, koje se kreću ili miruju. U praktičnim primjenama često se koristi harmonijska vremenska ovisnost veličina uključenih u Maxwellove jednadžbe, pa je zgodno koristiti simboličku metodu za njihovo predstavljanje. Pitanja za samoispitivanje 1. Koji eksperimentalni zakoni leže u osnovi Maxwellovih jednačina?. Koje je fizičko značenje struje pomaka? 3. Koje je fizičko značenje Maxwellovih jednačina u integralnom i diferencijalnom obliku? 4. Koja je razlika između simetričnih i nesimetričnih oblika pisanja Maksvelovih jednačina? Energetske karakteristike EMF-a Sadržaj ovog poglavlja je opisan na stranicama. Elektromagnetno polje kao vrsta materije ima određenu energiju. Za njega važi zakon održanja. Analitički prikaz ovog zakona je jednačina ravnoteže elektromagnetne energije - Umov-Poyntingova teorema. Pitanja za samoispitivanje 1. Koje komponente energije mogu biti uključene u jednačinu energetskog bilansa elektromagnetnog polja? Zapišite izraz za Poyntingov vektor u slučaju polja koja su harmonična u vremenu. Elektromagnetski valovi - oblik postojanja EMF-a

26 postoje u obliku elektromagnetnih talasa. Adekvatne relacije koje opisuju talasnu prirodu elektromagnetnog polja su talasne jednačine - parcijalne diferencijalne jednačine drugog reda, koje se mogu dobiti direktno iz Maksvelovih jednačina - parcijalne diferencijalne jednačine prvog reda. Za rješavanje različitih vrsta primijenjenih problema obično se koriste valne jednačine za vektore polja i valne jednačine za elektrodinamičke potencijale. Uz harmonijsku ovisnost elektrodinamičkih procesa o vremenu, oblik snimanja i rješavanje valnih jednačina su znatno pojednostavljeni. Pitanja za samotestiranje 1. Koje vrste talasnih jednačina se koriste za rješavanje elektrodinamičkih problema?. Šta znači odnos kalibracije? 3. Koja je razlika između d'Alembertove i Helmholtzove jednačine i generalizirane valne jednačine? 4. Postoji li razlika između vektorskog potencijala i Hercovog vektora u slučaju harmonijskog elektromagnetnog polja? Pojedine vrste jednadžbi elektromagnetnog polja (statičke). Stacionarna i statična polja su materijalna; za njih je zadovoljen zakon održanja i transformacije energije, ali nisu talasne prirode i jednačine koje opisuju njihovo ponašanje ne sadrže vremensku zavisnost (npr. Poissonove i Laplasove jednačine). Pitanja za samotestiranje 10

27 1. Pod kojim uslovima se sistem Maksvelovih jednačina razlaže na sisteme jednačina elektro- i magnetostatike?. Koja je razlika između stacionarnog i statičkog polja? 3. Šta određuje veličinu energije elektrostatičkog polja? 4. Napišite parcijalne diferencijalne jednadžbe drugog reda za statička i stacionarna polja. 5. Koje metode se koriste za rješavanje problema elektrostatike? Glavne metode za rješavanje problema elektrodinamike Sadržaj ovog odjeljka izložen je na stranicama 1 7. Prilikom savladavanja ovog odjeljka potrebno je proučiti karakteristike formulacije i rješavanja unutrašnjih i vanjskih problema elektrodinamike, obraćajući posebnu pažnju na formulacija uslova za jedinstvenost rešavanja elektrodinamičkih problema za ograničene i neograničene zapremine prostora, osnovni principi i teoreme koje se koriste u konstruisanju rešenja praktičnih problema. Proučavati rigorozne i aproksimativne metode rješenja, vodeći računa da su rezultati rješavanja problema bilo kojom rigoroznom metodom isti, dok se rezultati rješavanja problema dobiveni različitim aproksimativnim metodama međusobno razlikuju. Pitanja za samoispitivanje 1. Kako su formulisani unutrašnji i eksterni problemi elektrodinamike? Koja je uloga stanja zračenja u rješavanju vanjskih problema? 3. Kako se formuliše teorema jedinstvenosti za rješavanje problema elektrodinamike? 4. Pod kojim uslovima važi princip superpozicije rešenja? 5. Za koje medije vrijedi teorema reciprociteta i koja je njena suština? 6. Koja je uloga teoreme ekvivalencije za vanjske probleme elektrodinamike? 7. Šta je u osnovi rješavanja problema metodom odloženog potenci- 11

28 qials? 8. Pod kojim uslovima se Kirchhoffova metoda može smatrati metodom rigoroznog rješenja? 9. Formulisati uslove za primenljivost metoda geometrijske i talasne optike. 10. Koja je suština metoda rubnih valova i geometrijske teorije difrakcije? 11. Šta je suština metode elektrodinamičke simulacije? Ravni elektromagnetski talasi (EMW) Sadržaj poglavlja predstavljen je na stranama 7 4. U ovom odeljku potrebno je obratiti pažnju na činjenicu da se za karakterizaciju bilo kog talasnog procesa uvode koncepti faznih i amplitudnih frontova talasa. U opštem slučaju, fazni frontovi mogu imati proizvoljan oblik, ali glavni su: ravni, cilindrični i sferni. Za karakterizaciju vektorskih talasnih procesa, pored amplitude, faze i frekvencije oscilacija, uvodi se i koncept polarizacije. Potrebno je proučiti sve postojeće varijante polarizacije elektromagnetnih valova. Ovdje treba razmotriti i rješenje Helmholtzovih jednačina za vektore elektromagnetnog polja u obliku ravnih valova, obraćajući pažnju na različite matematičke oblike pisanja izraza, međusobnu orijentaciju vektora električnog i magnetskog polja i Poyntingovu vektora, kao i odnos između njih i elektromagnetnih parametara medija. Neophodno je proučavati karakteristike širenja ravnog talasa u dielektriku, poluprovodniku i provodniku, obraćajući pažnju na specifičnosti prostiranja ravnog talasa u medijima sa provodljivošću (eksponencijalno smanjenje amplitude, pojava faznog pomaka i disperzije). Pitanja za samotestiranje 1. Koja je razlika između valnih procesa i oscilatornih procesa u radio krugovima? jedan

29. Koja se dodatna karakteristika uvodi za opisivanje vektorskih valnih procesa? 3. Koje vrste polarizacije se obično razmatraju u problemima elektrodinamike? 4. Koja su glavna svojstva ravnog talasa? 5. Kakva je priroda talasnog broja u raznim medijima? 6. Koje su karakteristike širenja ravnog talasa u medijima sa provodljivošću? 7. Kakva je priroda fenomena disperzije tokom širenja ravnog talasa u poluprovodničkom mediju? 8. Do čega dovodi nelinearnost i anizotropija medija kada se ravan talas širi? Sferni EMW u beskonačnim homogenim medijima. EMW zračenje Sadržaj ovog odjeljka dat je na stranicama Prilikom proučavanja ovog odjeljka potrebno je razumjeti formulaciju problema zračenja elektromagnetnih valova, kao i činjenicu da zračenje stvaraju samo električni naboji koji se kreću ubrzano. Potrebno je savladati svrhu uvođenja pojma elementarnog radijatora, vrste modela elementarnih radijatora i metode za proračun njihovih karakteristika. Potrebno je obratiti pažnju na karakteristike distribucije elektromagnetnog polja elementarnog emitera u prostoru u zavisnosti od udaljenosti i ugaonih koordinata, kako bi se upoznale karakteristike ponašanja Poyntingovog vektora. Takođe morate znati osnovne specifikacije emiteri, kao što su uzorak zračenja, snaga i otpor zračenja, usmjerenost. Pitanja za samoispitivanje 1. Koja je svrha uvođenja pojma elementarnog emitera? 13

trideset . Kako je formulisan problem zračenja elektromagnetnih talasa? 3. Koja metoda rješenja se koristi za izračunavanje zračenja elementarnog električnog dipola? 4. Navedite karakteristične zone prostora i kriterijume razdvajanja u kojima je uobičajeno razmatrati polje zračenja. 5. Opišite energetska svojstva polja koje emituje elementarni emiter. 6. Koje su karakteristike elementarnog radijatora kao antene? 7. Koji modeli se koriste za opisivanje elementarnog magnetskog emitera? 8. Uporedite emisivnost elementarnih električnih i magnetnih emitera. 9. Kakav obrazac zračenja ima Hajgensov element? Ravni elektromagnetski valovi u nehomogenom mediju Sadržaj ovog odjeljka predstavljen je na stranicama Prilikom izučavanja ovog odjeljka student mora razumjeti formulaciju problema refleksije i prelamanja ravnog elektromagnetnog talasa na ravnoj sučelji između medija i fizike. pojava koje se dešavaju na interfejsu. Neophodno je poznavati metodologiju za dobijanje relacija za vektore elektromagnetnog polja na interfejsu, obraćajući pažnju na oblasti upotrebe graničnih uslova. Takođe je potrebno proučiti sadržaj i značenje pojmova kao što su ugao ukupne unutrašnje refleksije, Brewsterov ugao i površinski efekat. Pitanja za samoispitivanje 1. Kakva je fizika refleksije i prelamanja ravnog talasa na granici između medija? Kako je formulisan elektrodinamički problem za refleksiju i pre-14?

31 prelamanje ravnog talasa na granici između medija? 3. Šta znači uvođenje graničnih uslova? 4. Kako se određuje polarizacija elektromagnetnog talasa koji upada na interfejs između medija? 5. Koje je fizičko značenje fenomena potpune polarizacije? 6. Šta se podrazumijeva pod debljinom sloja kože? 7. Nacrtajte ponašanje modula i faze koeficijenta refleksije kada ravni talas upadne na sučelje kao funkciju upadnog ugla Vođeni EMW i sistemi za vođenje. Waveguides postojeće vrste vodeći sistemi, vrste i glavne karakteristike elektromagnetnih talasa koji se u njima šire, razmotriti rešenje talasne jednačine za pravougaone i kružne talasovode. Potrebno je razumjeti glavne parametre koji karakteriziraju rad valovoda: kritičnu talasnu dužinu, talasnu dužinu u talasovodu, fazne i grupne brzine i karakterističnu impedanciju talasovoda. Potrebno je znati i biti sposoban grafički prikazati strukturu glavnih tipova oscilacija u pravougaonom i kružnom talasovodu, kao i biti sposoban da izabere dimenzije talasovoda za rad na datom tipu oscilovanja. Također biste trebali imati ideju o raspodjeli struja na zidovima valovoda i sistemima pobude i spajanja valovoda. Pitanja za samoispitivanje 1. Navedite trenutno postojeće vrste sistema za vođenje Koja je razlika između električnih, magnetnih i poprečnih elektromagnetnih talasa u dalekovodima? 3. Koje vrste talasa se mogu širiti u talasovodima, koaksijalnim i žičanim dalekovodima? 4. Formulisati iskaz problema širenja elektromag- 15

32 talasa filamenta u talasovodu. 5. Koji se granični uslovi koriste za rješavanje talasne jednačine u šupljem metalnom talasovodu? 6. U kojim granicama se mogu mijenjati fazne i grupne brzine elektromagnetnih talasa u talasovodu? 7. Koja se vrsta oscilacija obično naziva glavnom? 8. Na osnovu kojih uslova se vrši izbor dimenzija poprečnog preseka talasovoda? 9. Formulisati zahteve za uređaje za pobudu elektromagnetnih oscilacija u talasovodu Koaksijalni i dvožični dalekovodi Sadržaj poglavlja je prikazan na stranama 4 9. U ovom delu potrebno je proučiti osnovne pojmove koji se odnose na poprečno elektromagnetnih talasa, obratite pažnju na distribuciju elektromagnetnog talasa duž dalekovoda u njegovim poprečnim presecima. Također biste trebali biti u mogućnosti da napišete izraze za glavne parametre koji karakteriziraju ove dalekovode: valna impedancija, linearni kapacitet i induktivnost, koeficijent slabljenja i veličina prenesene snage. Pitanja za samoispitivanje 1. Formulisati glavna svojstva poprečnog talasa u dalekovodima. 3. Zapišite izraze za glavne parametre razmatranih dalekovoda Rezonantni rezonatori Sadržaj ovog odjeljka je predstavljen na stranicama.

33 ručne karakteristike različitih tipova šupljinskih rezonatora. Upoznati se s metodom rješavanja valne jednadžbe za šupljinski rezonator izgrađen na bazi pravokutnog valovoda, tipovima i strukturom najjednostavnijih tipova oscilacija u njemu, kao i metodama za proračun glavnih parametara rezonatora. Treba da poznajete glavne vrste oscilacija u rezonatorima sa cilindričnom šupljinom, metode za određivanje prirodne rezonantne frekvencije, faktor kvaliteta i dimenzije rezonatora i metode pobude. Pitanja za samoispitivanje 1. Koje vrste rezonatora šupljina se koriste u mikrotalasnoj tehnici?. Koje vrste oscilacija mogu postojati u rezonatorima šupljina? 3. Kako se određuje faktor kvaliteta šupljinskog rezonatora? 4. Koja su razmatranja za određivanje dimenzija šupljinskih rezonatora izgrađenih na osnovu pravougaonih i kružnih talasovoda? 5. Koji sistemi pobude rezonatora se koriste u praksi? Osnovni pojmovi i definicije u teoriji RRT Sadržaj ovog poglavlja predstavljen je na strani 4. U ovom odeljku potrebno je obratiti pažnju na ulogu ruskih naučnika u razvoju teorije i razvoju tehnologije emitovanja, radio komunikacija, televizija, radarski sistemi. Treba imati na umu da je trenutno decimalni sistem za podelu frekvencijskog opsega talasa na podopsege usvojen širom sveta. Neophodno je imati predstavu o karakteristikama prostiranja radio talasa ovih podopsega. Pitanja za samotestiranje 1. Koji podopsegovi dijele cijeli opseg radio talasa? Koje su karakteristike širenja radio talasa različitih podopsega? 17

34 Širenje radio talasa u slobodnom prostoru Sadržaj ovog odeljka predstavljen je na stranicama U ovom odeljku treba obratiti pažnju na energetske odnose tokom širenja radio talasa omnidirekcionih i usmerenih emitera u slobodnom prostoru. Neophodno je biti u stanju izvesti i analizirati jednačinu idealne radio komunikacije; koristeći Huygens-Fresnel princip, konstruisati Fresnelove zone i odrediti bitne i minimalne površine prostora koje utiču na širenje radio talasa. Takođe je potrebno obratiti pažnju na činjenicu da čak i kada se radio talasi šire u slobodnom prostoru, dolazi do slabljenja toka energije elektromagnetnog polja sa daljinom. Treba biti u stanju objasniti fiziku ovog fenomena i napisati matematički izraz za gubitke u prijenosu u slobodnom prostoru. Pitanja za samoispitivanje 1. Kako odrediti gustinu fluksa energije i jačinu polja omnidirekcionih i usmerenih emitera u slobodnom prostoru?. Kako je formulisan Huygens-Fresnel princip? 3. Kako se grade Fresnelove zone u slučaju RRW u slobodnom prostoru? 4. Koja su razmatranja za određivanje bitnih i minimalnih površina koje utiču na RWP u slobodnom prostoru? 5. Kako objasniti proces slabljenja elektromagnetnog polja u slobodnom prostoru? Uticaj Zemljine površine na širenje radio talasa Sadržaj ovog odeljka predstavljen je na stranicama. U ovom odeljku važno je razumeti da površina Zemlje ima značajan uticaj na ERR. Ovaj uticaj se uzima u obzir uvođenjem faktora slabljenja polja slobodnog prostora, koji se izračunava na osnovu specifičnog tipa radio puta. Potrebno je znati elektromagnetne parametre 18

35 glavnih varijanti zemljine površine. Za određivanje faktora slabljenja potrebno je riješiti složeni problem difrakcije radio valova oko stvarne površine Zemlje. Treba imati na umu da trenutno ovaj problem, čak ni u najrigoroznijoj formulaciji, ne uzima u obzir neravnine Zemljine površine i rješava se za glatku sfernu površinu. Dobijeni izrazi su, čak i uz ovakvu formulaciju problema, izuzetno složeni i proračuni faktora slabljenja mogući su samo uz korištenje računara, pa se u inženjerskoj praksi za neke radio staze koriste metode približnog rješenja zasnovane na formule interferencije u osvijetljenom području i jednočlana formula difrakcije u području duboke sjene. Približne metode se također koriste za uzimanje u obzir utjecaja stvarne distribucije Zemljinih parametara duž radio puta i hrapavosti njene površine. Treba obratiti pažnju na sljedeće pojave: obalnu refrakciju (zakrivljenost trajektorija elektromagnetnih valova); efekat pojačavanja veličine elektromagnetnog polja zbog prepreka; do nagle promjene veličine elektromagnetnog polja pri prelasku granice dionica trase s različitim elektromagnetnim parametrima. Nepravilnosti na Zemljinoj površini su nasumično raspoređene, što dovodi do potrebe za korištenjem metoda matematičke statistike u proučavanju procesa širenja radiotalasa na takvim neravnim površinama. Pitanja za samoispitivanje 1. Kako se uzima u obzir uticaj Zemljine površine na RRW? Koji elektromagnetski parametri karakterišu površinu Zemlje? 3. Kako je formulisan problem difrakcije radio talasa oko Zemljine površine? 4. Koje karakteristične oblasti prostora se obično izdvajaju prilikom proučavanja

Smjernice za izučavanje disciplina "Elektrodinamika i širenje radio-talasa" i "Elektromagnetska polja i talasi" za studente VDBV-6-16 Literatura Glavna literatura 1. Nikolsky V.V.,

SADRŽAJ Predgovor... 8 Poglavlje 1. Osnove elektromagnetizma... 9 1.1. Elektromagnetno polje...9 1.2. Gustoća struje provodljivosti...12 1.3. Zakon održanja naelektrisanja...14 1.4. Gaussov zakon...15 1.5. Zakon

1 1. Ciljevi i zadaci discipline 1.1. Ciljevi nastave discipline Disciplina "Osnovi elektrodinamike i širenja radio talasa" pruža osnovnu obuku za radioinženjere iz teorije elektrodinamike i

Spisak pitanja za pripremu ispita iz discipline "Elektrodinamika i širenje radio talasa" zimske sesije školske 2018/19. grupe RRBO-16 * Pitanja koja nisu razmatrana u nastavi,

Skraćenice: Def F-ka F-la - Pr - formula formulacije definicije 1. Električno polje 1) Osnovna svojstva naelektrisanja (lista) 2) Coulombov zakon (F-la, sl.) 3) Vektor elektriciteta

Federalna agencija za vazdušni saobraćaj

Federalna državna budžetska obrazovna ustanova visokog stručnog obrazovanja NACIONALNI ISTRAŽIVAČKI UNIVERZITET "MPEI" "ODOBRIO" direktora IRE Miroshnikova I.N. potpis

Pitanja za samokontrolu na teme: Elektrostatika, magnetizam, oscilacije. 1. Koje vrste električnih nosača naboja poznajete? 2. Po čemu se naelektrisano telo razlikuje od neutralnog na atomskom nivou. 3. Šta

Diplomirani inženjeri FIZIKE I PRIRODNIH NAUKA (za studente Fakulteta IBM) 3 SEMESTRA Modul 1 Tabela 1 Vrste učionica i samostalnog rada Rokovi ili završetak, sedmice Intenzitet rada, sati

Elektrodinamika 1. Matematičke metode elektrodinamike. Elementi vektorskog i tenzorskog računa (kratak sažetak glavnih formula i koncepata). Specijalne funkcije matematičke fizike. 2. Osnovni

8 ELEKTROMAGNETNO POLJE I ZRAČENJE POKRETNIH NAPUNJAKA Razmotrimo elektromagnetno polje nasumično pokretnog tačkastog naelektrisanja.Opisano je retardiranim potencijalima koje zapisujemo u obliku

2 Odjeljak 1. Osnovni koncepti teorije elektromagnetnog polja Osnovne veličine koje karakteriziraju elektromagnetno polje. Klasifikacija medija u odnosu na elektromagnetno polje. Sistem jednadžbi elektrodinamike.

ÔÅÄÅÐÀËÜÍÎÅ ÀÃÅÍÒÑÒÂÎ ÏÎ ÎÁÐÀÇÎÂÀÍÈÞ Ãîñóäàðñòâåííîå îáðàçîâàòåëüíîå ó ðåæäåíèå âûñøåãî ïðîôåññèîíàëüíîãî îáðàçîâàíèÿ ÑÀÍÊÒ-ÏÅÒÅÐÁÓÐÃÑÊÈÉ ÃÎÑÓÄÀÐÑÒÂÅÍÍÛÉ ÓÍÈÂÅÐÑÈÒÅÒ ÀÝÐÎÊÎÑÌÈ ÅÑÊÎÃÎ ÏÐÈÁÎÐÎÑÒÐÎÅÍÈß ЭЛЕКТРОДИНАМИКА.

Federalna državna budžetska obrazovna ustanova više obrazovanje"Saratovski državni tehnički univerzitet po imenu Jurij Gagarin" Katedra „Automatizovana elektrotehnološka

Federalna državna budžetska obrazovna ustanova visokog stručnog obrazovanja „Akademija civilne zaštite Ministarstva Ruska Federacija za civilnu odbranu, hitan slučaj

Goldstein LD, Zernov NV Elektromagnetna polja i talasi DRUGO IZDANJE, REVIZIRANO I DODANO IZDAVAČKA KUĆA "SOVJETSKI RADIO" MOSKVA - 1971. Izložene su osnove teorije elektromagnetnog polja. Glavna stvar

NACRT PROGRAMA DISCIPLINE MINISTARSTVA OBRAZOVANJA I NAUKE RUSKE FEDERACIJE Federalna državna budžetska obrazovna ustanova visokog stručnog obrazovanja „Novosibirsk National

ELEKTROSTATIKA 1. Dvije vrste električnih naboja, njihova svojstva. Načini punjenja telefona Najmanji nedjeljivi električni naboj. Jedinica električnog naboja. Zakon održanja električnih naboja. Elektrostatika.

Naslovna strana radnog kurikuluma F SO PSU 7.18.3/30 Ministarstvo obrazovanja i nauke Republike Kazahstan Pavlodar Državni univerzitet njima. S. Toraigyrova Katedra za radiotehniku ​​i telekomunikacije

3 1 OSNOVNI ZAKONI TEORIJE ELEKTROMAGNETNOG POLJA Sistem jednačina elektrodinamike (Maxwellove jednačine) opisuje najopštije zakone elektromagnetnog polja.

Dodatak 7 naredbi 853-1 od 27. septembra 2016. MOSKVA ZA VAZDUHOPLOVNI INSTITUT (NACIONALNI ISTRAŽIVAČKI UNIVERZITET) PROGRAM INTERDISCIPLINARNOG PRIJEMNOG ISPITA NA MASTER STUDIJE NA SMJERU

GOU HPE RUSKO-ARMENSKI (SLAVENSKI) UNIVERZITET Sastavljen u skladu sa državnim zahtevima za minimalni sadržaj i nivo obuke diplomaca u navedenim oblastima i Pravilnikom

SADRŽAJ Uvod................................................................ ................................................................... .... 5 Lista prihvaćenih oznaka i skraćenica ................................................... 7 Konvencije . ................................................................ ....... ......

1. Ciljevi i zadaci savladavanja nastavne discipline 1.1. Svrha discipline Predmet Elektrodinamika i širenje radio talasa je predmet smera 10400.6 "Radiotehnika" i upoznaje studente sa fizičkim osnovama

MINISTARSTVO OBRAZOVANJA I NAUKE RUJSKE FEDERACIJE Federalna državna autonomna ustanova visokog stručnog obrazovanja "Kazan (Privolzhsky)" federalni univerzitet"Institut

Test Testni zadaci iz discipline "Osnove elektrodinamike i širenje radio talasa" (zaostala znanja) Rubrika Mera Ocena težine 1 2 4 1 2 2 4 1. Ravni elektromagnetski talasi (EMW)

Vrsta zanimanja Raspodjela sati discipline po semestrima semestara, broj akademskih sedmica u semestrima 1 19 2 20 3 19 4 20 5 19 6 18 7 19 8 7 Ukupno

Program discipline "Antene i širenje radio talasa"; 118. Radiofizika; vanredni profesor, dr. (vanredni profesor) Nasyrov I.A. MINISTARSTVO PROSVETE I NAUKE RUJSKE FEDERACIJE

POGLAVLJE 5 Ravni talasi Emiter elektromagnetnog talasa stvara front ovih talasa oko sebe Na velikim udaljenostima od emitera, talas se može smatrati sfernim, ali na veoma velikim udaljenostima od emitera

Elektromagnetni talasi Postojanje elektromagnetnih talasa teorijski je predvidio veliki engleski fizičar J. Maxwell 1864. godine. Maxwell je analizirao sve do tada poznate zakone

MINISTARSTVO OBRAZOVANJA I NAUKE RUJSKE FEDERACIJE Federalna državna autonomna obrazovna ustanova visokog obrazovanja "Novosibirsk National Research State

5 Vođeni talasi Vođeni talas je talas koji se širi duž datog pravca Prioritet pravca obezbeđuje sistem za vođenje 5 Glavna svojstva i parametri vođenog talasa

Federalna agencija za obrazovanje GOU VPO Uralski državni tehnički univerzitet - UPI OSCILACIJE I TALASI Pitanja za programirani teorijski kolokvijum iz fizike za studente

nekomercijalno akcionarsko društvo ALMATSKI UNIVERZITET ZA ENERGETU I KOMUNIKACIJE FAKULTET ZA RADIOTEHNIKE I KOMUNIKACIJE ODSJEK ZA RADIOTEHNIKE Odobren od strane dekana Medeuova U.I. "2" 06. 2012 PROGRAM PREDMETA (Sillabus)

SADRŽAJ Predgovor... 6 Kako koristiti knjigu... 9 Smjernice za rješavanje zadataka... 12 Zapis fizičkih veličina... 14 Uvod... 16 1. Elektrostatika i jednosmjerna struja... 18 1.1. elektrostatički

Radni osnovni program discipline Antena i radio emitovanje Uvod 1.1. Predmet proučavanja Predmet proučavanja: 1) radiofizički procesi koji nastaju pri širenju radio talasa u atmosferi

SADRŽAJ Uvod...5 Spisak prihvaćenih oznaka i skraćenica...7 Prihvaćene oznake...7 Prihvaćene skraćenice...7 PRVI DEO METODE PRORAČUNA ELEKTROMAGNETSKIH POLJA Poglavlje 1 Opšte informacije o elektromagnetnim

Centar za osiguranje kvaliteta obrazovanja Naziv grupe MODUL: FIZIKA (ELEKTROMAGNETIZAM + OSCILACIJE I TALASI (MODUL 5 I 6)) 1 Tačne tvrdnje 1) magnetska svojstva permanentnih magneta su posljedica

Teorija prenosnih vodova Širenje elektromagnetne energije duž sistema za vođenje. Sistem za vođenje je linija sposobna da prenosi elektromagnetnu energiju u datom pravcu. Tako kanalizirajuće

Fizičko-tehnički institut Volgogradskog državnog univerziteta Odsek za lasersku fiziku Firsov 2014 PREPORUČENO

Sadržaj PREDGOVOR... 3 1. OSNOVNI PRIKAZI I JEDNAČINE TEORIJE ELEKTROMAGNETNOG POLJA... 6 1.1. Karakteristike elektromagnetnog polja i okoline ... 6 1.2. Integralne jednačine elektromagnetskih

Teorija seizmičkih valova Program discipline Program discipline "Teorija seizmičkih valova" sastavljen je u skladu sa zahtjevima (savezna komponenta) Navesti u kojoj specijalnosti (smjer)

PITANJA ZA BODOVANJE SA PROCJENOM PREMA OSNOVAMA ELEKTRODINAMIJE FIZIČKE DEFINICIJE 1. U kojim jedinicama se mjeri električni naboj u SI i CGSE (GS)? Kako su ove jedinice za naplatu povezane? protonski naboj

Ministarstvo prosvjete Republike Bjelorusije Obrazovna ustanova "Bjeloruski državni univerzitet za informatiku i radioelektroniku" "Odobravam" Dekan Fakulteta za računarski dizajn Budnik

Članak

• djvu format
• veličina 922,8 KB
• dodato 05.02.2010

Zaboronkova, T. M. Osnove elektrodinamike i širenja radio talasa:
obrazovni i metodički priručnik / T. M. Zaboronkova, E. N. Myasni-
cov. - Nižnji Novgorod: Izdavačka kuća FGOU VPO "VGAVT", 2009. - 133 str.

sadržaj:
Statička električna i magnetna polja,
elektrostatičko polje,
jednosmjerna struja,
stacionarno magnetno polje,
Kretanje nabijenih čestica u konstantnom električnom i magnetskom polju,
Elektromagnetno polje, Maxwellove jednadžbe,
Zakon elektromagnetne indukcije,
Struja pomaka, Maxwellov sistem jednadžbi,
Prosječne Maxwell-Lorentzove jednadžbe u materijalnim medijima,
Granični uslovi za električna i magnetna polja,
Elektromagnetni talasi u slobodnom prostoru,
Ravni monokromatski elektromagnetni talas,
Polarizacija elektromagnetnih talasa,
Sferni elektromagnetski talasi u slobodnom prostoru,
Zračenje elektromagnetnih talasa elementarnim vibratorom,
Elektromagnetni talasi u homogenim materijalnim medijima,
Elektromagnetski talasi u homogenom izotropnom dielektriku,
Elektromagnetski talasi u mediju sa apsorpcijom,
disperzija permitivnosti,
Širenje paketa elektromagnetnih talasa grupnom brzinom,
Prenos energije paketom talasa,
Disperzija i rezonantna apsorpcija molekularnog gasa
Elektromagnetni talasi u plazmi,
Parametri jonosferske plazme,
Elektromagnetski talasi u homogenoj izotropnoj plazmi,
Elektromagnetski talasi u homogenoj magnetoaktivnoj plazmi,
Upad elektromagnetnih talasa na interfejs homogenih medija,
Refleksija i prelamanje talasa od ravnog interfejsa između dva medija,
Refleksija sa savršeno vodljive površine,
Odraz od nesavršenog provodnika,
Širenje elektromagnetnih talasa u glatko nehomogenom mediju,
Glatko nehomogena sredina, aproksimacija geometrijske optike,
Refrakcija radio talasa u Zemljinoj atmosferi,
Refleksija radio talasa od sloja nehomogene plazme. ,
Karakteristike refleksije radio talasa iz ionosfere kada se uzme u obzir magnetno polje,
Interferencija i difrakcija elektromagnetnih talasa,
Interferencija ravnih monohromatskih talasa,
Huygens-Fresnel-Kirchhoff princip,
Fraunhoferova difrakcija,
Fresnelova difrakcija,
Difrakcija radio talasa na slučajnim nehomogenostima elektronske gustine,
Širenje radio talasa u Zemljinoj atmosferi
Idealan radio put, radio talasni opsezi,
Uticaj donje površine na širenje radio talasa,
Uticaj troposfere na širenje radio talasa,
Širenje radio talasa u jonosferi.

Slične sekcije

vidi takođe

Babaenko L.A. Elektrodinamika i širenje radio talasa 1. deo

• pdf format
• veličina 582,45 KB
• dodano 06. septembra 2011

Udžbenik SPbSPU 2006 55 strana. 1. dio Sažetak predavanja (I dio) odgovara grupi odjeljaka discipline „Elektrodinamika i širenje radio-talasa“ smjerova pripreme prvostupnika 552500 „Radiotehnika“, kao i specijalnosti 2015000 „Kućni radio- elektronska oprema". Osnovne jednadžbe elektrodinamike, granični uslovi za vektore elektromagnetnog polja, energetske karakteristike, statičke i stacionarne...

Babaenko L.A. Elektrodinamika i širenje radio talasa, 2. deo

• pdf format
• veličina 509,49 KB
• dodano 06. septembra 2011

Udžbenik SPbSPU 2006 42 stranice. 2. dio Sažetak predavanja (2. dio) odgovara grupi sekcija discipline "Elektrodinamika i širenje radio-talasa" smjerova pripreme prvostupnika 552500 "Radiotehnika", kao i specijalnosti 2015000 "Kućni radio- elektronska oprema". Razmatrana Prikaz problema elektrodinamike, elektromagnetni talasi u različitim medijima, Talasni fenomeni na interfejsu dva medija Namenjen studentima...

Babaenko L.A. Elektrodinamika i širenje radio talasa, dio 3

• pdf format
• veličina 529,18 KB
• dodano 06. septembra 2011

Udžbenik SPbSPU 2006 49 strana. dio 3 L.A. Babenko. Elektrodinamika i širenje radio talasa. Osnovne jednadžbe elektrodinamike. Statička i stacionarna polja. Bilješke sa predavanja. 3. dio Sažetak predavanja (3. dio) odgovara grupi sekcija discipline "Elektrodinamika i širenje radio-talasa" oblasti pripreme prvostupnika 552500 "Radiotehnika", kao i specijalnosti 2015000 "Kućni radio- elektronska oprema". Uzmite u obzir...

Baskakov S.I. Elektrodinamika i širenje radio talasa. (udžbenik + knjižica)

• djvu format
• veličina 12,97 MB
• dodato 11. marta 2010

Dva fajla: udžbenik i problemska knjiga. 1. Baskakov. Elektrodinamika i širenje radio talasa. 1992. 2. Baskakov. Zbirka zadataka iz predmeta "Elektrodinamika i širenje radio talasa". 1981 1. Baskakov. Elektrodinamika i širenje radio talasa: Osnove makroskopske elektrodinamike, teorija ravnih elektromagnetnih talasa u različitim medijima, metode za proračun talasovodnih i oscilatornih sistema, kao i uređaji za emitovanje i prijem elektromagneta...

Dolukhanov M.P. Širenje radio talasa

• djvu format
• veličina 3,81 MB
• dodato 6. januara 2009

Izdavačka kuća "Komunikacija", Moskva 1972. U knjizi je, uz opšta pitanja širenja radio talasa, detaljno razmatrano širenje preko ravnih i glatkih sfernih površina Zemlje, preko neravnog terena; analizira se uticaj troposfere na širenje prizemnih talasa; razmatraju se procesi širenja troposferskih talasa i apsorpcije radio talasa u troposferi. Izložena su pitanja strukture jonosfere i širenja radiotalasa u njoj. Ostalo...

Predavanja - Elektrodinamika i širenje radio talasa

Članak

• doc format
• veličina 1,98 MB
• dodato 26.12.2009

Državni univerzitet Vladimir (VlSU). Predavač: Gavrilov V. M. 184 str. Elektromagnetno polje i parametri medija. Osnovne jednadžbe elektrodinamike. Granični uslovi. Energija elektromagnetnog polja. Elektrodinamički potencijali harmonijskog polja. Ravni elektromagnetski talasi. Širenje radiotalasa u različitim medijima. Talasni fenomeni na granici između dva medija. površinski efekat. Elementalni emiteri. Glavni te...

1.1 Elektromagnetno polje

Elektromagnetno polje se sastoji od električnog polja međusobno zavisnog sa magnetnim poljem. Električno polje je predstavljeno vektorom električne indukcije, funkcionalno zavisnim od vektora jakosti električnog polja . Magnetno polje predstavlja vektor magnetske indukcije
, funkcionalno ovisan o jačini magnetnog polja .

Vektori elektromagnetnog polja u opštem slučaju predstavljaju nestacionarno elektromagnetno vektorsko polje, koje je funkcija koordinata i vremena:

- električna indukcija;

- magnetna indukcija.

Stacionarno elektromagnetno vektorsko polje, funkcija je koordinata i ne zavisi od vremena:

- jačina električnog polja;

- jačina magnetnog polja;

- električna indukcija;

- magnetna indukcija.

Brzina širenja elektromagnetnih talasa u vakuumu jednaka je brzini svetlosti

c = 3 10 8 m/s.

gdje je λ talasna dužina, m;

T - tačka, s.

Frekvencija , Hz

c = λf

Kružna frekvencija, s -1

ω = 2πf .

Što je dužina elektromagnetskog talasa duža, to je niža frekvencija. Elektromagnetski talasi počinju na nižoj frekvenciji, zatim radio talasi počinju u ultra dugim, dugim talasima, zatim srednji talasi sa višom frekvencijom, kratki, ultra-kratki talasi sa još višom frekvencijom. Radio talase prati infracrveno zračenje kraće talasne dužine, ali veće frekvencije od radio talasa. Vidljiva svjetlost počinje talasima crvene boje. Imena cvijeća počinju slovima po redoslijedu izreke: "Svaki lovac želi znati gdje sedi fazan." Vidljiva svjetlost završava u ljubičastim talasima. Zatim slijede: ultraljubičasto, rendgensko, gama zračenje i kosmičko zračenje.

Teorija elektromagnetnog polja zasniva se na vektorskom računu i vektorskim poljima, čije će najvažnije odredbe biti razmotrene u nastavku.

1.2 Skalarna i vektorska polja

1.2.1 Potencijalna (irotaciona) i vrtložna vektorska polja

Potencijalne (irotacijske) linije poljapočinju na izvoru i završavaju na odvodu. Linije vrtložnog (solenoidnog) polja nemaju izvore, uvijek su zatvorene, kontinuirane( vidi sliku[ 4 ] ) .

R Slika - Potencijalna (irotaciono) i vrtložna polja

Vektorska cirkulacija potencijalno polje u zatvorenoj petljiL nula

Protok vektor polja vrtloga kroz zatvorenu površinu Sjednaki nula

Elektrostatičko polje može biti samo potencijalno (irotacijsko), magnetsko polje je samo vrtložno.

1.2.2 Gradijent skalarnog polja, Hamiltonov operator

Gradijent (razlika) skalarnog polja φ je vektor koji pokazuje u kom smjeru φ najbrže raste, jednak po veličini derivatu u ovom smjeru

Uslovni vektor ili Hamiltonov operator

Gradijent skalarnog polja φ, napisan Hamiltonovim operatorom ("nabla" operator)

Površina nivoa φ sadrži iste vrijednosti φ = const skalarnog polja, pa je gradijent skalarnog polja φ okomit na površinu razine φ i usmjeren ka povećanju φ (vidi sliku [4]).

Slika - Gradijentno skalarno polje

1.2.3 Divergencija (divergencija)

Dato je vektorsko polje u tački (x; y; z)

gdje
- jedinični vektori (orths) u pravcima koordinatnih osa x, y, z, respektivno.

Za vektorsko polje u tački (x; y; z) divergencija (divergencija) u tački P jednaka je granici strujanja vektora kroz površinu S, ograničavajući obim V podijeljeno sa V kako V teži nuli

Vrijednosti divergencije u poenima P vektorska polja (vidi sliku [4]).

Slika - Vrijednosti divergencije

Kada je divergencija veća od nule

unutar regije V su izvori vektorskog polja .

Sa negativnom divergencijom

unutar regije V su ponori vektorskog polja .

Sa divergencijom jednakom nuli

With linije mulja prožimaju područje V ili zatvoreno (vorteksno polje).

1.2.4 Rotor (vorteks)

Rotor (vortex) omogućava procjenu stepena rotacije u nekom trenutku ( x; y; z ) vektorsko polje

gdje su jedinični vektori (orths) u smjerovima koordinatnih osa x, y, z, respektivno.

Za vektorsko polje u tački (x; y; z) projekcija rotora na smjer normale na površinu, jednaku granici vektorske cirkulacije oko konture C, podijeljeno po površiniΔ S površina , ograničena konturom C, pri težnji Δ S na nulu

Smjer normale povezan je sa smjerom pomicanja konture C po pravilu desnog zavrtnja.

Rotor (vorteks) vektorskog polja pomoću Hamiltonovog operatora

Vektorske projekcije
na koordinatnoj osi

Ako u tački P rotor je nula

,

tada nema rotacije u ovoj tački i vektorsko polje je potencijalno.

1.3 Vrste raspodjele naboja

Zapreminska gustina naboja, C/m 3

Naboj koncentrisan u zapremini V, C

Površina gustina naelektrisanja, C/m 2

Naboj koncentrisan na površini S, C

liney gustina naelektrisanja, C/m

Naboj filamenta , Cl

Naboj tačkastih naelektrisanja jednak je zbiru N naelektrisanja konačne veličine

1.4 Električno polje

Vektor električnog pomaka (električna indukcija) jednaka električnoj konstanti ε 0 puta zagradi, u kojoj se jedinica dodaje električnoj osjetljivosti χ e, pomnoženoj s vektorom jakosti električnog polja

Električna konstanta

Vektor električnog pomaka (električne indukcije) u materiji

gdje ε - apsolutna električna propusnost.

Vektor električne indukcije u vakuumu

.

1.5 Magnetno polje

Vektor magnetne indukcije jednaka je magnetnoj konstanti μ 0 pomnoženoj sa zagradama, u kojoj se jedinici dodaje magnetna susceptibilnost χ m, pomnoženoj sa vektorom jačine magnetnog polja

Magnetna konstanta

Vektor magnetne indukcije u materiji

gdje μ - apsolutna magnetna permeabilnost.

Vektor magnetne indukcije u vakuumu

1.6 Ohmov zakon u diferencijalnom obliku

Ohmov zakon za dio kola

U=IR

gustina struje

Express

Integrišemo se preko i dobijemo zavisnost struje od gustine struje

Ohmov zakon u diferencijalnom obliku omogućava vam da odredite gustoću struje, A / m 2

gdje je σ specifična provodljivost medija, S/m.

2 Maxwellove jednadžbe

Maxwellov sistem jednadžbi u diferencijalnom obliku opisuje promjenjiva elektromagnetna polja

Vektori u Maxwellovim jednadžbama predstavljaju nestacionarno elektromagnetno vektorsko polje, koje je funkcija x, y, z koordinata i vremena t.

2.1 Posebni slučajevi elektromagnetnih pojava

U posebnim slučajevima, Maxwellove jednačine se mogu pojednostaviti.

2.1.1 Stacionarno elektromagnetno polje

Stacionarno elektromagnetno polje stvaraju jednosmerne struje i opisuje se vektorskim funkcijama koordinata koje ne ovise o vremenu:

Jačina električnog polja;

Električna indukcija;

Jačina magnetnog polja;

Magnetna indukcija.

Vektorske funkcije ne zavise od vremena, tako da su parcijalne vremenske derivacije u Maxwellovim jednadžbama jednake nuli:

Maxwellov sistem jednadžbi u diferencijalnom obliku poprima oblik koji opisuje stacionarno elektromagnetno polje:

2.1.2 Statička električna ili magnetna polja

Statička polja se ne mijenjaju s vremenom i nemaju pokretne naboje, pa stoga ni struje

.

Maxwellov sistem jednačina podijeljen je na dva nezavisna sistema jednačina. Prvi sistem karakteriše elektrostatičko polje i naziva se sistem diferencijalnih jednadžbi elektrostatike

Drugi sistem jednadžbi opisuje magnetostatičko polje koje stvaraju trajni fiksni magneti

Ovaj sistem jednadžbi se može koristiti za opisivanje magnetnih polja stvorenih jednosmernom strujom, ali u oblastima gde je gustina struje nula, i koji nisu povezani sa strujom (ne pokrivaju strujne linije).

2.1.3 Maxwellove jednadžbe u kompleksnom obliku

Ako se vektori elektromagnetnog polja mijenjaju u vremenu prema harmonijskim zakonima, onda se sistem Maxwellovih jednačina može predstaviti u složenom obliku koji ne sadrži vrijeme za kompleksne vektore.

ili kompleksne amplitude

2.1.4 Talasne jednačine

Iz Maxwellovih jednadžbi u kompleksnom obliku, posebno izražavajući jednadžbe za kompleksne vektore i talas Helmholtzove jednadžbe za vektore

i kompleksne amplitude

gdje - talasni broj, za vakuum

.

3 Ravni elektromagnetski talasi

Na velikim udaljenostima od izvora može se približno pretpostaviti da je element sfernog vala ravan. Ravne talase ne mogu stvoriti izvori, oni su izmišljeni da bi uveliko pojednostavili teoriju elektromagnetnih talasa u pojedinačnim slučajevima.

Vektori intenziteta električnog i magnetskog polja ravnog vala su u fazi i osciliraju duž međusobno okomitih smjerova u ravni koja je okomita na smjer širenja vala. Takvi talasi su poprečni (vidi sliku).

Slika - Trenutna slika distribucije električnih i magnetnih polja duž pravca prostiranja ravnog talasa. Vremenom, obrazac polja se kreće u prostoru sa faznom brzinom v f duž ose z

Front valova je mjesto tačaka polja s istom fazom: za ravni val (vidi sliku), jedna od ovih površina je ravnina z = z 0, okomita na smjer širenja talasa. Parametri polja se ne mijenjaju kada se kreću unutar valnog fronta.

Prednja strana ravnog talasa je ravan okomita na pravac širenja talasa. Parametri polja se ne mijenjaju prilikom kretanja unutar ove ravni, tako da su parcijalne derivacije u smjeru x i y jednake nuli:

U talasu Helmholtzove jednadžbejer ravan talas postaje jednodimenzionalan za vektore

i kompleksne amplitude

Rješavanje diferencijalnih jednadžbi za vektore

gdje , - ortovi u pravcu vektora električnih i magnetskih snaga, respektivno;

A, B, C, D - koeficijenti.

Realni dijelovi vektora

Hajde da analiziramo prvi član u prvoj jednačini. Na slici je prikazan položaj maksimuma električnog polja u vremenima t (tačka A) i t+ Δ t.

Slika - Položaj maksimuma električnog polja

Tokom Δ tmaksimalni položaj je pomaknutΔ z,možemo napisati jednačinu

A cos (ωt - kz ) = A cos (ωt + ωΔt - kz - k Δz ),

u kojoj su argumenti jednaki

ω t − kz = ωt + ωΔt − kz − k Δz

0 = ωΔt - kΔz

ωΔt = kΔz.

Odavde dobijamo faznu brzinu v f - brzina talasnog fronta

Za vakum

pa fazna brzina u vakuumu

Zamijenite vrijednosti konstanti

stoga je u vakuumu brzina prostiranja fronta talasa jednaka brzini svetlosti.

Fazna brzina u nekom mediju

Fazna brzina je nezavisna od frekvencije.

Amplitude dvije tačke na udaljenosti talasne dužine λ sa fazama koje se razlikuju za 2π su jednaki, pa je jednakost

cos(ωt − kz) = cos(ωt − k(z + λ) + 2π),

u kojoj su argumenti jednaki

ωt − kz = ωt − k(z + λ) + 2π,

ωt − kz = ωt − kz − kλ + 2π.

Poništavamo ω t − kz

0 = − k λ + 2π,

k λ= 2 π.

Otuda talasna dužina

Za proizvoljno okruženje

,

pa talasna dužina

U vakuumu, talasna dužina

Talasna dužina u drugim medijima

Impedansa vakuuma

Za suvi vazduh pretpostavlja se ista valna impedancija.

4 Širenje radio talasa

Svi elektromagnetski talasi, uključujući i radio talase, šire se u vakuumu brzinom od 3·10 8 m/s.

4.1 Širenje radio talasa u slobodnom prostoru

Širenje radio talasa u atmosferi, duž zemljine površine, u zemljinoj kori, u spoljašnjem prostoru naše galaksije i šire, smatraćemo slobodnom širenjem radio talasa, što ćemo razmotriti.

4.1.1 Klasifikacija radio talasa po opsezima

Radio talasi imaju frekvencijski opseg od hiljada herca do hiljada gigaherca: 3 10 3 - 3 10 12 Hz. Dugi talasi imaju nižu frekvenciju od kratkih talasa, koji imaju višu frekvenciju.

Upotreba radio talasa je moguća zahvaljujući predajniku, prirodnom mediju za širenje radio talasa i prijemniku, koji zajedno čine radio vezu.

Zemljina atmosfera i površina su apsorbirajući, električno nehomogeni mediji, koji imaju provodljivost koja nije konstantna u vremenu i prostoru i dielektričnu permitivnost koja ovisi o frekvenciji širenja radio valova.

Zbog toga su radio talasi podeljeni na frekvencijske opsege sa približno istim uslovima širenja za radio talase unutar ovih frekvencijskih opsega. Frekvencijski opseg usvaja Međunarodni radio savjetodavni komitet (CCIR) u skladu sa Radio pravilnikom.

Za radio komunikaciju koriste se i optički valovi: infracrveni, vidljivi i ultraljubičasti.

Snaga elektromagnetnih talasa zavisi od frekvencije na 4. stepen

P ~ ω 4 .

Talasi veće frekvencije, ali kraće talasne dužine, mogu imati veću snagu.

Antene sa uskim dijagramom zračenja mnogo su veće od valne dužine, za visoke frekvencije je lakše napraviti takve antene visokih performansi.

Što je veća frekvencija nosioca, to je veći broj nezavisnih moduliranih kanala koji se mogu prenijeti takvim radio valovima.

4.2 Odredbe iz teorije antena

Prostor oko antene podijeljen je u tri regije sa različitom strukturom polja i proračunskim formulama: bliski, srednji i udaljeni. U stvarnim komunikacijskim linijama obično postoji udaljena regija (Fraunhoferova zona) na udaljenostima od antene

gdje L- maksimalna veličina područja zračenja antene, m;

λ - talasna dužina, m

Karakteristična (talasna) otpornost slobodnog medija

Vektor pokazivanja (Umov-Poynting vektor), W/m2

gdje P - snaga, W;

r- udaljenost od antene do tačke posmatranja, m

gdje D- faktor usmjerenosti (DRC) antene.

Prosječna vrijednost Poyntingovog vektora u dalekom polju

Iz odnosa

izražavamo amplitudu jačine magnetnog polja

Zamena

Izjednačite Poyntingove vektore

Hajde da presečemo

Amplituda jačine električnog polja u dalekom polju antene u slobodnom prostoru

Jačina polja u drugim pravcima određuje se pomoću antenskog dijagrama F(θ,α), u kojem uglovi θ i α u sfernom koordinatnom sistemu (r,θ,α) određuju pravac do tačke posmatranja:

5 Širenje radio talasa različitih opsega

5.1 Širenje ultradugih i dugih talasa

Ekstra dugi talasi (VLF) imaju talasnu dužinu veću od 10.000 m i frekvenciju manju od 30 kHz. Dugi talasi (LW) imaju talasnu dužinu od 1000 do 10 000 m i frekvenciju od 300-30 kHz.

SWD i DW imaju dugu talasnu dužinu, tako da dobro obilaze površinu zemlje. Struje provodljivosti ovih radiotalasa znatno premašuju struje pomeranja za sve tipove zemljine površine, pa dolazi do neznatne apsorpcije energije pri širenju površinskog talasa. Stoga se LAO i DW mogu širiti na udaljenostima do 3.000 km.

LWW i DW se slabo apsorbuju u jonosferi. Što je frekvencija radio talasa niža, to je niža koncentracija elektrona u jonosferi potrebna da se radio talas usmeri ka Zemlji. Stoga se rotacija VLF i DW događa na donjoj granici jonosfere (tokom dana u D sloju, a noću u E sloju) na visini od 80-100 km. Troposfera praktično nema uticaja na distribuciju LW i DW. Oko Zemlje, VLF i DW se šire, reflektujući se od jonosfere i od zemljine površine u sfernom sloju od 80-100 km između donje granice ionosfere i zemljine površine.

Komunikacioni vodovi na LW i LW imaju visoku stabilnost jakosti električnog polja. Tokom dana i godine, veličina signala se malo mijenja, a također se ne podvrgava nasumičnim promjenama. Stoga se VLF i LW široko koriste u navigacijskim sistemima.

Ograničeni frekvencijski opseg (3-300 kHz) VLF i LW ne dozvoljava postavljanje čak ni jednog televizijskog kanala za koji je potreban opseg od 8 MHz.

Velika talasna dužina VLF i LW diktira upotrebu glomaznih antena.

Unatoč nedostacima, VLF i LW se koriste u radio-navigaciji, radiodifuziji, radiotelefonskim i telegrafskim komunikacijama, uključujući i podvodne objekte, jer se ovi i optički valovi slabo apsorbiraju u morskoj vodi.

5.2 Širenje srednjih talasa

Srednji talasi (MW) imaju talasnu dužinu od 100 do 1.000 m, frekvenciju od 300 kHz do 3 MHz (0,3 - 3 MHz). Zemaljski i jonosferski SW, koji se prvenstveno koriste u radio-difuziji, mogu se širiti.

Zemaljske SW radio veze su ograničene na dužinu od najviše 1000 km zbog značajne apsorpcije SW od strane površine zemlje.

Jonosferski SW je sposoban da se reflektuje od E sloja jonosfera. Kroz najniži sloj D jonosfera, koja se pojavljuje samo tokom dana, SW prolazi i snažno se apsorbira u njoj,praktično isključujući komunikaciju tokom dana. Stoga, noću, apsorpcija SW u jonosferi značajno opadaa na udaljenostima većim od 1000 km od predajnika komunikacijase obnavlja.

Zbog interferencije jonosferskih talasa jedni sa drugima ili (i noću) sa talasima na zemlji, dolazi do nasumičnih fadinga signala (fadinga). Antene protiv bledenja imaju maksimalan uzorak zračenja pritisnut na površinu zemlje kako bi se borile protiv bledenjai unakrsna modulacija na SW.

5.3 Širenje kratkih talasa

Kratki talasi (HF) imaju talasnu dužinu od 10 do 100 m (10 puta kraće od srednjih talasa), frekvenciju od 3 do 30 MHz (10 puta frekvenciju SW). HF se prvenstveno koristi za emitovanje.

HF se snažno apsorbuje na zemljinoj površini i slabo obavija površinu Zemlje, stoga se zemaljski HF šire samo nekoliko desetina kilometara.

HF doživljava apsorpciju i prolazi kroz najniže slojeve jonosfere D i E, ali se reflektuju od sloja F.

Proračun VF komunikacionih linija sastoji se u izradi rasporeda radnih frekvencija u zavisnosti od doba dana (talasni raspored).

5.4 Osobine širenja ultrakratkih talasa

Ultrakratki talasi (VHF) imaju talasnu dužinu manju od 10 m i frekvenciju veću od 30 MHz. Što se tiče frekvencije, VHF se graniči sa HF odozdo, a na vrhu infracrvenih talasa. Jonosfera za VHF je providna, stoga se VHF linije koriste uglavnom unutar linije vida.

VHF imaju veliki frekventni opseg sposoban za prijenos značajnih količina informacija. Na metarskim i decimetarskim talasima može se postaviti 297 televizijskih kanala. Samo 3 televizijska kanala bit će postavljena u cijelom kratkotalasnom opsegu, a ni jedan u cijelom MW opsegu.

Razvoj mobilnih i satelitskih komunikacija, interneta i drugi gore navedeni razlozi tjeraju radio tehnologiju na prelazak na više frekvencije, pa VHF postaje sve važniji.

5.4.1 Prostiranje ultrakratkih talasa u liniji vida

VHF komunikacijske linije koje djeluju unutar vidnog polja:

VHF i televizijsko emitiranje;

Radarske stanice (RLS);

Radio relejne komunikacijske linije (RRL);

Komunikacija sa svemirskim objektima;

Mobilna veza.

5.4.2 VHF propagacija izvan horizonta

Širenje VHF-a na daljinu izvan linije horizonta događa se na sljedeće načine:

Zbog raspršenja na nehomogenostima troposfere;

Superrefrakcija u troposferi;

Rasipanje na nehomogenosti ionosfere;

Zbog refleksije od slojeva jonosfere F 2 i E S ;

- zbog refleksije od tragova meteora;

Zahvaljujući ojačanju prepreka (vidi sliku)

Slika - Širenje radio talasa kada su pojačani preprekom

Spisak simbola, simbola, jedinica i pojmova

D,B - vektori električne i magnetske indukcije

E, H - vektori jakosti električnog i magnetnog polja

I(r, t) - električna struja

j (r,t) − vektor gustine električne struje

P je snaga elektromagnetnog polja

M - vektor magnetizacije

P - vektor električne polarizacije

q - električni naboj

ε,μ - apsolutna permitivnost i permeabilnost

ε 0 ,μ 0 − dielektrične i magnetne konstante

ε r ,μ r - relativna permitivnost i permeabilnost

P - Poynting vektor (Umov-Poynting vektor)

ρ,ξ,τ - zapreminske, površinske i linearne gustine naelektrisanja

σ je specifična provodljivost medija

ϕ - skalarni elektrostatički potencijal

χ e, χ m - električna i magnetna osjetljivost

W je energija elektromagnetnog polja

W e, W m - energije električnog i magnetskog polja

w je gustina energije elektromagnetnog polja

w e, w m - gustoće energije električnog i magnetnog polja

k - talasni broj

SDV - ekstra dugi talasi

DW - dugi talasi

MW - srednji talasi

HF - kratki talasi

VHF - ultrakratki talasi

RLS - radarska stanica

RRL - radio relejna linija

D - faktor usmjerenosti (DNK) antene

G - pojačanje antene

F(θ,α) - dijagram antene

R 0 - poluprečnik Zemlje (6371 km)

Z0 − talasni otpor slobodnog prostora

Spisak korištenih izvora

1. Elektrodinamika i širenje radio talasa: udžbenik. dodatak / L.A. Bokov, V.A. Zamotrinski, A.E. Mandel. - Tomsk: Tomsk. stanje un-t sistemi upravljanja. i radioelektronika, 2013. - 410 str.

2.Morozov A.V. Elektrodinamika i širenje radio talasa: udžbenik za višu. vojne studije. institucije / Morozov A. V., Nyrtsov A. N., Shmakov N. P. - M.: Radiotehnika, 2007. - 408 str.

3. Yamanov D.N. Osnove elektrodinamike i širenje radiotalasa. Dio I. Osnove elektrodinamike: Tekstovi predavanja. - M.: MGTU GA, 2002. - 80 str.

4. Panko V.S. Predavanja iz predmeta "Elektrodinamika i širenje radio talasa".

Konsultacije Andreja Georgijeviča Olševskog preko Skypea da .irk .ru

Teorijske osnove elektrotehnike (TOE), elektronike, kola, osnove digitalne, analogne elektronike, elektrodinamike i širenja radio talasa.

Jasno objašnjenje teorije, otklanjanje praznina u razumijevanju, nastavne metode za rješavanje problema, konsultacije pri izradi seminarskih radova, diploma.

Generisanje, implementacija ideja. Osnove naučnog istraživanja, metode generisanja, implementacije naučnih, inventivnih, poslovnih ideja. Nastavne tehnike za rješavanje naučnih problema, inventivnih problema. Naučno, inventivno, spisateljsko, inženjersko stvaralaštvo. Izjava, odabir, rješavanje najvrednijih naučnih, inventivnih problema, ideja.

Publikacije rezultata kreativnosti. Kako napisati i objaviti naučni članak, prijaviti se za pronalazak, napisati, objaviti knjigu. Teorija pisanja, odbrana disertacije. Zarađivanje na idejama, izumima. Konsalting u kreiranju pronalazaka, pisanju prijava za pronalaske, naučnih članaka, prijava pronalazaka, knjiga, monografija, disertacija. Koautorstvo u pronalascima, naučnim člancima, monografijama.

Priprema studenata i školaraca iz matematike, fizike, informatike, školaraca koji žele da dobiju puno bodova (dio C) i slabih učenika za OGE (GIA) i ispit. Istovremeno poboljšanje trenutnih performansi kroz razvoj pamćenja, mišljenja, razumljivo objašnjenje kompleksa, vizuelno predstavljanje objekata. Poseban pristup svakom učeniku. Priprema za olimpijade, obezbjeđivanje pogodnosti za upis. 15 godina iskustva u poboljšanju postignuća učenika.

Viša matematika, algebra, geometrija, teorija vjerovatnoće, matematička statistika, linearno programiranje.

Motori aviona, raketa i automobila. Hipersonični, ramjet, raketni, impulsni detonacioni, pulsirajući, gasnoturbinski, klipni motori sa unutrašnjim sagorevanjem - teorija, projektovanje, proračun, snaga, dizajn, tehnologija izrade. Termodinamika, toplotna tehnika, gasna dinamika, hidraulika.

Vazduhoplovstvo, aeromehanika, aerodinamika, dinamika leta, teorija, dizajn, aerohidromehanika. Ultralaki avioni, ekranoplani, avioni, helikopteri, rakete, krstareće rakete, letjelice, zračni brodovi, propeleri - teorija, dizajn, proračun, snaga, dizajn, tehnologija proizvodnje.

Teorijska mehanika (teormeh), čvrstoća materijala (sopromat), mašinski delovi, teorija mehanizama i mašina (TMM), inženjerska tehnologija, tehničke discipline.

Analitička geometrija, deskriptivna geometrija, inženjerska grafika, crtanje. Kompjuterska grafika, grafičko programiranje, crteži u AutoCAD-u, NanoCAD-u, fotomontaža.

Logika, grafovi, stabla, diskretna matematika.

OpenOffice i LibreOffice Basic, Visual Basic, VBA, NET, ASP.NET, makroi, VBScript, Basic, C, C++, Delphi, Pascal, Delphi, Pascal, C#, JavaScript, Fortran, html, Matkad. Kreiranje programa, igrica za PC, laptop, mobilne uređaje. Upotreba besplatnih gotovih programa, open source motora.

Kreiranje, plasman, promocija, programiranje sajtova, internet prodavnica, zarada na sajtovima, Web dizajn.

Informatika, korisnik računara: tekstovi, tabele, prezentacije, obuka kucanja 2 sata, baze podataka, 1C, Windows, Word, Excel, Access, Gimp, OpenOffice, AutoCAD, nanoCad, Internet, mreže, e-mail.

Uređaj, popravka stacionarnih računara i laptopa.

Video bloger, kreiranje, uređivanje, postavljanje videa, uređivanje videa, zarada na video blogovima.

Izbor, postizanje cilja, planiranje.

Učenje da zaradite novac na internetu: bloger, video bloger, programi, web stranice, internet trgovina, članci, knjige itd.

Skype: da.irk.ru

Stranice: www.da.irk.ru

11.01.2018. Olševski Andrej Georgijeviče-mail:[email protected]

Možete podržati razvoj stranice koristeći obrazac za plaćanje ispod.

Također možete platiti savjetodavne i druge usluge Olshevsky Andrey Georgievich