Лекция 1

Введение.

Оглавление.

1.Введение

Допустим есть 2 точки: А и В.

Нужно выполнить две задачи: передать информацию и энергию. Есть несколько способов решения этих задач.
Первый способ: беcпроводная связь.

Плюсы:

• Между А и В ничего не нужно строить. 
• Мобильность (А и В могут двигаться относительно друг друга). 

Минусы:

• Помехи, следовательно падает скорость перехачи. 
• Потери энергии. 
• Объект С может перехватывать/пердавать ложную информацию.

Второй способ: волноводы.

1.1. Понятие волновода

Плюсы:

• Вся энергия передаётся из А в В. 
• Объект С не может перехватывать информацию. 
• Большая скорость передачи информации.

Минусы:

• Дороговизна
• Ограниченная мобильность

1.2. Классификация волноводов

Регулярные и нерегулярные волноводы:

• Регулярный - вытянутая вдоль одной оси металло-диэлектрическая структура, параметры которой не изменяются либо изменяются периодически вдоль этой оси (будем занматься только ими).
• Нерегулярный.

Открытые и закрытые(экранированные) волноводы:

• Закрытые - такие волноводы, в которых есть чёткая граница э/м поля.
  

  

• Открытые - чёткой границы нет.

Происхождениe:

• Производимый.
• Природный (литосферный волновод).
• Искусственный. 

2. Теория регулярных волноводов

2.1. Поперечные компоненты поля

Рассмотрим произвольный регулярный волновод в отсутсвии источников и потерь.

Уравнения Максвелла в комплексной форме:

Мы рассматриваем случай, когда токи =0, т.е волны без источников.

• Если потерь нет, то источники не нужны.
• Если потери есть, то нужны.

подставим в (2).

Запишем уравнения комплексных амплитуд в декартовой системе координат:

(поскольку есть зависимость от hz , то уравнение сводится к домножению по -ih)

Исходя из полученного выражения получим формулы поперечных компонент полей через прозводные по продольным и запишем эти выражения в векторном виде.

2.2. Продольные компоненты поля

Из волновых уравнений с помощью уравнения Гельмгольца найдём продольные компоненты поля:

Вводим локальную систему координат:

Будем  считать, что границы волновода образованы идеальным проводником(идеально проводящие стенки), а внутри - диэлектрик без потерь.

Идеально проводящие стенки означают, что тангенциальная компонента обращается в ноль т.е. E_τ = 0.

Тест по 1ой лекции.

Следующая лекция.

Оглавление.