ектрик-провідник.
В результаті виникає хвиля, відбита і заломлена, йде всередину провідника. Можна показати, що в провідниках кут заломлення ОІ ≈ 0, незалежно від кута падіння, тобто заломлена хвиля йде у провідник майже по нормалі до межі розділу середовищ (рис. 1.5)
В
На малюнку 1.5:-вектор Пойнтінга падаючої хвилі, - відбитої хвилі, - заломленої хвилі.
На малюнку 1.6 показана частина провідника і напрямки координатних осей.
В
Складова напруженості електричного поля E, дотична до межі розділу середовищ, має на кордоні амплітуду коливання E. Відповідно до (1.17), комплексна амплітуда залежить від координати y таким чином:
(1.18)
Коефіцієнт загасання в провіднику (див. додаток 4)
(1.19)
У провіднику О± значно вище, ніж в діелектрику, тому амплітуда коливань Е швидко зменшується в міру проникнення поля в глибину провідника. Те ж дійсно і для напруженості магнітного поля Н. У результаті, в провіднику електромагнітне поле розташоване в досить тонкому поверхневому шарі.
Глибину проникнення поля в провіднику оцінюють глибиною скін-шару h, тобто величиною y = h, при якій амплітуда коливань поля зменшується в е разів, порівняно зі значенням на поверхні. З (1.18) випливає, що глибина скін-шару
(1.20)
або, з урахуванням (1.19)
(1.21)
де f-частота коливань поля,
В
магнітна проникність, g-електропровідність провідника.
Опір провідника змінному НОКУ.
В результаті того, що напруженість електричного поля зосереджена поблизу поверхні провідника, змінний електричний струм протікає у відносно вузькому приповерхневому шарі, що випливає з закону Ома:. В результаті, опір змінному струму виявляється вище, ніж постійному.
Отримаємо вираз для опору відрізка провідника довгою l, шириною d і нескінченної глибиною (координата y змінюється від 0 до в€ћ). Відповідно до (1.18), щільність струму
В
Комплексна амплітуда струму, що проходить через поперечний переріз провідника шириною О± і нескінченної глибиною
В
або
В
Комплексна амплітуда напруги на провіднику довжиною
,
Звідси опір провідника
В
Як бачимо, опір Z має дійсну частину
В
і уявну частину індуктивного характеру
В
Враховуючи (1.20), отримаємо, що активний опір провідника змінному струму
(1.22)
дорівнює опору провідника постійному струму, якщо висота провідника h = hск.
Як випливає з (1.22), при виготовленні провідників для змінного струму товщину металізації недоцільно встановлювати істотно більше hск. На практиці товщину металізації вибирають із запасом в межах h = (2 ... 3) hск
2. Радіохвилі в лініях передачі
Для передачі енергії електромагнітного поля від передавача до передавальної антени, від прийомної антени до приймача, від каскаду до каскаду в радіосистеми застосовують лінії передачі. Інакше їх називають фідерні лінії від англійського слова feed-живити. Наприклад, фідерна лінія, що веде від генератора електромагнітних коливань до антени - це лінія, яка живить антену електромагнітної енергією.
2.1 Типи передавальних ліній
У сучасних радіосистемах використовують, в основному, чотири типи передавальних ліній - двухпроводную, коаксіальну, мікрополоскові і ХВИЛЕВОДНИХ - рис.2.1.
В
p>В
p> Найпростішою лінією є двухпроводная - це два паралельних металевих провідника. Якщо один провід розташований всередині іншого, виходить коаксіальна лінія, або коаксіальний кабель. У каскадах СВЧ застосовують мікрополоскові лінію (МПЛ), а також хвилеводи - труби прямокутного і круглого перерізу. МПЛ - це два паралельні провідника - вузький і широкий, розділених діелектричної підкладкою.
У лініях перед ачи електромагнітне поле існує в просторі близько провідників, а самі провідники подібні рейках, що задає напрямок руху енергії поля.
Простір між провідниками і лінією може бути нічим незаповнення. У цьому випадку лінії є повітряними. Якщо між провідниками мається діелектрик, то це лінія з діелектричним заземленням.
Для того, щоб визначити структуру електромагнітного поля в лінії передачі, розглянемо модель, справедливу для всіх типів ліній - це дві паралельні нескінченні площині - рис.2.2
В
В
Вирішимо рівняння Максвелла для лінії передачі, утвореної двома паралельними площинами, при наступних припущеннях:
1) площині ідеально провідні, тобто питома електропровідність матеріалу площині;
2) діелектрик між площинами ідеальний, тобто його питома електропровідність;
шукаємо рішення у вигляді хвиль, що поширю...
