Лекция 1

Оглавление

1.Введение

Допустим есть 2 точки: А и В. Необходимо передать между ними информацию или энергию. Сделать это можно двумя подходами:

1) Без инфраструктуры 

Плюсы:
1) Между А и В не надо ничего строить (дешевизна)
2) Мобильность( А и В можно двигать)
Минусы:
1) Передаётся не вся энергия
2) Кроме полезного сигнала приходят помехи(шумы)
3) Есть риск атак

2) Волноводная передача


Плюсы:
1) Энергетическая эффективность
2) Трудно прослушать
3) Большое отношение сигнал/шум
4) Скорость передачи очень большая

 

1.1. Понятие волновода


Волновод - вытянутая структура, образованная металлом и диэлектриком.



 

1.2.Классификация волноводов


По зависимости поперечного сечения от продольной координаты: 
Регулярный - вытянутый вдоль оси Z металло-диэлектрическая структура, параметры которой не изменяются либо изменяются периодически вдоль этой оси. 

 
Альтернативное определение


Нерегулярный
Периодический


По наличию внешнего экрана:
Открытые - четкой границы нет. В них электромагнитное излучение проникает за стенки волновода. 
Закрытые - можно четко указать границу, где заканчивается поле. В них электромагнитное излучение не проникает за стенки волновода. 



По порядку связности 
Односвязные 
Многосвязные 
Нулевой связности
(отсутствуют проводящие поверхности)

По потерям
С потерями
Без потерь


По происхождению
Природные - например, базальтовый слой(литосферный волновод)
Искусственные
 

1.3.Поперечные компоненты поля

Теория волноводов базируется на уравнениях Максвелла: 

 
Уравнения


Рассмотрим регулярный бесконечный волновод в отсутствии источников и потерь, неизвестны 6 скалярных величин: Ex,Ey,Ez,Hx,Hy,Hz,

Из этих уравнений получим выражения, представляющие поперечные компоненты через производные от продольных, + выражения в векторном виде:

1.4.Продольные компоненты поля

Из волновых уравнений, с помощью уравнения Гельмгольца найдем продольные компоненты поля:




Необходимы граничные условия(краевые задачи), найдем их для Ez и Hz
Считаем что стенки идеально проводящие, т.е тангенциальная составляющая поля Е на поверхности равна 0:


ОГЛАВЛЕНИЕ    Следующая лекция>>