profesor de „comunicațiile radio-frecvență înaltă și de televiziune,“ Institutul de Inginerie Radio și Tehnologie FGAOU HPE «Ural Federal University Informații numit după primul președinte al BN România Elțîn“, Ph.D. profesorul SN Shabunin;
Profesor al Departamentului „Automatică și Tehnologii Informaționale“ al Institutului de Inginerie Radio și Tehnologie FGAOU HPE «Ural Federal University Informații numit după primul președinte al BN România Elțîn“, Ph.D. profesorul SV Porshnev
Manualul este destinat pentru studenții înscriși în programele de licență și master full-time și formele corespondenței de formare.
Manualul este recomandat pentru studenții de la cursuri de formare: 210700 „Informare și Comunicare Tehnologii și Communications System“ (calificare (grad) „licență“), 210400 „Radio“ (calificare (grad) „licență“), 210700 „Informare și Comunicare Tehnologii și Communications System“ (calificare ( grad) "master").
Recomandat NMS UrTISI FGOBU VPO „SibSUTI“, ca un manual pentru studenți, pe baza învățământului secundar (complet) general pentru toate direcțiile de mai sus.
discipline de specialități tehnice
Partea 1: Bazele teoriei câmpului electromagnetic 5
1 câmpuri Scalar și vectoriale. vectori manipulau 5
2 Rezumat al teoriei câmpului electromagnetic 9
3, un val plan electromagnetic 17
4 Radiation undelor electromagnetice 30
Partea a 2 linii de transmisie și componente ale acestora 39
5 Transmiterea linii. rezonatoare 39
6 Calculul modurilor de linii încărcate 58
7 potrivire sarcini cu linii de transmisie 68
8 Elemente de linii de transmisie 75
Partea 3 multiport frecvențe de microunde 87
9 Matrix frecvențe descriere multiport microunde 87
10 filtre de frecvență selectivă UHF 96
11 multipoles Balanced 99
12 105 dispozitive cu microunde ferrit
Odată cu introducerea în colegii tehnice, un sistem cu două niveluri de instruire - burlaci și de masterat, există o nevoie în pregătirea și publicarea manualelor de formare axate pe de o parte, o perioadă de formare mai scurtă (pentru burlaci), pe de altă parte, pentru tratament în profunzime a secțiunilor individuale ale teoriei și practicii (pentru masterat).
Acest manual „electrodinamica tehnice“ este destinat studenților - burlaci și de masterat, în grade diferite, trebuie să stăpânească discipline care utilizează câmpuri electromagnetice și valuri.
Manualul este împărțit în trei secțiuni: elementele de bază ale teoriei câmpului electromagnetic, linii de transmisie și de elemente, multipoles cu microunde.
Manual „electrodinamica tehnice“ este recomandat pentru studenți direcții: 210700 „Sisteme de tehnologiile informației și comunicațiilor și comunicare“ (calificare (grad) „licență“), 210400 „Radio“ (calificare (grad) „licență“), 210700 „Sisteme tehnologiile informației și comunicațiilor și comunicare „(calificare (grad)“ master „), în conformitate cu programele de lucru discipline,“ câmpuri electromagnetice și valuri „“ electrodinamică și propagare „“ dispozitive cu microunde și antene „“ dispozitiv de propagare și antena-feeder în domeniul audiovizualului „“ Teoria compatibilității electromagnetice a instalațiilor și a sistemelor electronice de radio. "
Pentru studiul aprofundat al teoriei câmpului, electrodinamica tehnice, antene, propagarea undelor radio în performanța proiectelor studenților Student, lucrările de calificare finale ale burlaci și specialiști publicații disponibile pot fi recomandate pentru studiul acestor secțiuni ale programelor sale de master pe scară mai largă și în profunzime, care tratează teoria câmpului și aplicațiile sale tehnice [1] - [5].
Având în vedere circumstanțele de mai sus, materialul de prezentare a fost selectat în manual, abordarea „axiomatica“ „conceptuală“.
Îmi exprim recunoștința recenzenților manualelor D.Sc. profesorul SN Shabunin și dts profesorul SV Porshnev pentru activitatea de lectura manuscrisului și comentarii valoroase.
PARTEA 1 FUNDAMENTELE TEORIA DOMENIUL ELECTROMAGNETICE
Scalar vectoriale și câmpuri. Operații cu vectori
lumea materială din jurul nostru pot fi împărțite în materie și domeniu. Substanța are o masă. Câmpul nu are nici o masă inerțială. O parte din domeniu acționează asupra simțurilor noastre în mod direct, altele - mediate. Câmpurile sunt împărțite în scalar și vector. câmp de temperatură este, de exemplu, un scalar. Temperatura în fiecare punct al camerei de zi poate fi descrisă ca o funcție tridimensională în sistemul de coordonate carteziene. Temperatura din cameră poate fi reprezentată ca o serie de tabele sau grafice. Valoarea temperaturii la fiecare punct în sala depinde de coordonatele acestui punct - și nu depinde de orientarea în spațiu a dispozitivului de înregistrare - termometru. Acest câmp este un scalar. Prezența câmpului electric în aceeași cameră, vă puteți înregistra sonda - antena dipol. Dar citirile recorder depind de orientarea sondei în spațiu, deoarece vectorul câmp electric și este caracterizată nu numai de cantitatea, dar și direcția. Pentru o descriere a câmpurilor vectoriale este necesar să se introducă reguli care se ocupă cu vectori.
manipulând vectori
Spre deosebire de câmpul scalar câmp vectorial este definit în spațiul tridimensional sub forma a trei proeminențe pe axa selectată a sistemului de coordonate:
în cazul în care. . - versorii lungul axelor 0x, 0Y, 0z (figura 1.1).
Figura 1.2 - cilindrice și coordonate sferice
Figura 1.2 prezintă coordonatele vectorilor unitare și cilindrice circulare și sistemele de coordonate sferice.
1 Definirea cantități scalare și vectoriale.
2 Reprezentarea vectorilor într-un sistem de coordonate rectangulare.
3 Introducerea vectorilor într-un cilindru circular sistem de coordonate.
4 Reprezentarea vectorilor în sistemul de coordonate sferice.
5 Determinarea produsului scalar al vectorilor unitare.
6 Determinarea produsului vectorial al vectorilor unitare.
7 stânga și dreapta versorii triplete.
8 operator de înregistrare în sistemul de coordonate carteziene.
REZUMATUL TEORIEI
Determinarea vectorilor câmpului electromagnetic
Există două variante ale câmpului electromagnetic, numit un câmp electric și magnetic. și care sunt interdependente.
Modelul matematic al câmpului electric în vid este - vector de câmp electric definit în putere. acționând pe sarcină q încercare:
Vectorul E este de dimensiune V / m.
Pentru a descrie fenomenele electrice din dielectrici administrat un vector - câmp electric de inducție (dimensiunea C / m). Vector asociată cu ecuația vectorială:
în care - constanta absolută dielectric (permitivitate) - permitivitate relativă - permitivitatea spațiului liber. - constantă fizică definită experimental: F / m.
Câmpul magnetic interacționează numai cu încărcături în mișcare. Într-un câmp magnetic de vid descris prin vectorul inducție magnetică și este dată de forța. care acționează pe o sarcină q. se deplasează la o viteză de:
Se numește forța Lorentz.
Pentru a descrie fenomenele din materiale magnetice (fier, cobalt, nichel, etc.), cu excepția vectorului vectorului introdus suplimentar. numita intensitate a câmpului magnetic (dimensiunea A / m). În vid:
unde H / m - magnetic (permeabilitate magnetică) permanent.
ecuațiile lui Maxwell se face în două forme, diferențiale și integrale.
ecuațiile lui Maxwell în formă diferențială:
ecuațiile lui Maxwell în formă integrală:
prima ecuație lui Maxwell se numește curent totală. Este formulat după cum urmează: circulația intensității câmpului magnetic în jurul unui contur închis este egal cu curentul total:
Folosind teorema lui Stokes, (2.7) poate fi rescrisă ca formă diferențială:
în care - densitatea curentului electric, având o dimensiune de A / m.
Partea din dreapta a primei ecuații (2.5) este densitatea curentului cuprinde două componente: conducta densitate de curent (- conductivitatea medie S / m) și curentul extern, care este agentul cauzal al EMI. În partea dreaptă a primei ecuații Maxwell a introdus un alt termen care stabilește o conexiune între câmp și prejudecată curent electric și magnetic se numește:
Este această porțiune a curentului asigură un circuit electric închis, care cuprinde un condensator.
A doua ecuație se numește legea inducției electromagnetice, și stabilește faptul de apariție a unei măsuri a câmpului electric de câmpul magnetic alternativ.
A treia ecuație - este legea lui Gauss, care stabilește o relație între vectorul E și Q. Amploarea taxei generatoare de acest domeniu. Deoarece forma integrala a legii se poate observa că fluxul de inducție electrică printr-o suprafață închisă este egal cu taxa în interiorul zona delimitată de:
Folosind forma Ostrogradskii diferential Gauss teorema conduce la a treia ecuație Maxwell.
A patra ecuație se numește legea continuității liniilor de câmp magnetic: fluxul câmpului magnetic prin suprafața închisă este zero. Tranziția de la diferențial formă dă
A cincea și a șasea ecuațiile sunt aceeași înregistrare în diferențial și forma integrală, și se numesc ecuații constitutive. Ele stabilesc o legătură între câmpurile electrice și magnetice și a vectorilor de inducție.
Cele mai multe dintre mass-media utilizate în practică, în cazul în care există CEM sunt liniare. În acest caz, principiul superpoziției este EMF valid care vă permite să găsiți o soluție generală a ecuațiilor lui Maxwell ca o sumă de soluții parțiale.