intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE

Lý thuyết trường điện từ: Dẫn sóng và bức xạ

Chia sẻ: Pham Van Tai Tai | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:0

493
lượt xem
182
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Dẫn sóng và bức xạ: - Trường của đường dây dài - Các kiểu dẫn sóng cơ bản - Phân tích sóng phẳng của dẫn sóng song phẳng - Phân tích dẫn sóng song phẳng bằng phương trình sóng - Dẫn sóng chữ nhật - Dẫn sóng điện môi phẳng - Cáp quang - Các nguyên lý cơ bản của aten

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Lý thuyết trường điện từ: Dẫn sóng và bức xạ

  1. Lý thuyết trường điện từ Dẫn sóng & bức xạ
  2. Nội dung 1. Giới thiệu 2. Giải tích véctơ 3. Luật Coulomb & cường độ điện trường 4. Dịch chuyển điện, luật Gauss & đive 5. Năng lượng & điện thế 6. Dòng điện & vật dẫn 7. Điện môi & điện dung 8. Các phương trình Poisson & Laplace 9. Từ trường dừng 10. Lực từ & điện cảm 11. Trường biến thiên & hệ phương trình Maxwell 12. Sóng phẳng 13. Phản xạ & tán xạ sóng phẳng 14. Dẫn sóng & bức xạ Dẫn sóng & bức xạ 2
  3. Dẫn sóng & bức xạ • Trường của đường dây dài • Các kiểu dẫn sóng cơ bản • Phân tích sóng phẳng của dẫn sóng song phẳng • Phân tích dẫn sóng song phẳng bằng phương trình sóng • Dẫn sóng chữ nhật • Dẫn sóng điện môi phẳng • Cáp quang • Các nguyên lý cơ bản của anten Dẫn sóng & bức xạ 3
  4. Trường của đường dây dài (1) I I − jβ z Vs ( z ) = V0e – –– –––– –– – ++ ++ + + + V0 − j β z E E k I s ( z) = e 8H H Z0 + + + ++ ++ + + + –––– –– – víi Z 0 = L / C Vs V0 − jβ z Esx ( z ) = = e d d 1 b d → Pz = ∫ ∫ Re{Exs Hˆ ys }dxdy I V 0 0 2 H sy ( z ) = K sz = s = 0 e− j β z b bZ 0 1 V0 Vˆ0 = (bd ) ˆ 2 d bZ 0 2 V0 1 = = Re[Vs Iˆs ] 2Zˆ0 2 Dẫn sóng & bức xạ 4
  5. Trường của đường dây dài (2) t ε 'b C= d d Vật dẫn (σc) Điện môi (σ, ε’, μ) σ σb t b G= C= ε' d μd L ≈ Lngoμi = b L d μ Z0 = = R= 2 C b ε' σ cδ b Dẫn sóng & bức xạ 5
  6. Trường của đường dây dài (3) 2πε ' C= Điện môi Mặt dẫn ln(b / a ) (σ, ε’, μ) (σc) σ 2πσ a G= C= b ε' ln(b / a) c μ b Cao tần Lngoμi = ln 2π a 1 1 Rtrong = , Rngoμi = 2π aδσ c 2π bδσ c 1⎛1 1⎞ Lngoμi 1 μ b R= ⎜ + ⎟ Z0 = = ln 2πδσ c ⎝ a b ⎠ C 2π ε' a Dẫn sóng & bức xạ 6
  7. Trường của đường dây dài (4) 2πε ' C= Điện môi Mặt dẫn ln(b / a ) (σ, ε’, μ) (σc) σ 2πσ a G= C= ε' ln(b / a ) b l 1 c Rtrong = = σcS σ c (π a 2 ) Thấp tần 1 Rngoμi = σ c [π (c 2 − b 2 )] 1 ⎛ 1 1 ⎞ R= + πσ c ⎜⎝ a 2 c 2 − b 2 ⎟⎠ μ ⎡ b 1 1 ⎛ 2 2 4 c 2 c ⎞⎤ L= ⎢ln + + ⎜⎜ b − 3c + 2 2 ln ⎟⎟ ⎥ 2π ⎢⎣ a 4 4(c − b ) ⎝2 2 c −b b ⎠ ⎥⎦ Dẫn sóng & bức xạ 7
  8. Trường của đường dây dài (5) πε ' πε ' Mặt dẫn (σc) C= −1 ≈ (a  d ) cosh (d / 2a) ln(d / a ) a Điện môi a (σ, ε’, μ) μ μ d Lngoμi = cosh −1 (d / 2a ) ≈ ln (a  d ) d π π a Cao tần σ πσ G= C= ε' cosh −1 (d / 2a ) 1 R= π aδσ c Dẫn sóng & bức xạ 8
  9. Trường của đường dây dài (5) πε ' Mặt dẫn (σc) C= cosh −1 (d / 2a) a Điện môi a (σ, ε’, μ) πσ G= −1 d cosh (d / 2a) Thấp tần μ ⎡1 −1 ⎤ L= + cosh ( d / 2 a ) π ⎢⎣ 4 ⎥ ⎦ 2 R= π a 2σ c Dẫn sóng & bức xạ 9
  10. Dẫn sóng & bức xạ • Trường của đường dây dài • Các kiểu dẫn sóng cơ bản • Phân tích sóng phẳng của dẫn sóng song phẳng • Phân tích dẫn sóng song phẳng bằng phương trình sóng • Dẫn sóng chữ nhật • Dẫn sóng điện môi phẳng • Cáp quang • Các nguyên lý cơ bản của anten Dẫn sóng & bức xạ 10
  11. Các kiểu dẫn sóng cơ bản (1) z d x ε y Dẫn sóng & bức xạ 11
  12. Các kiểu dẫn sóng cơ bản (2) y b a x a n2 n2 n1 d n1 b a n2 Dẫn sóng & bức xạ 12
  13. Các kiểu dẫn sóng cơ bản (3) I I – –– –––– –– – ++ ++ + + + E E k 8H H + + + ++ ++ + + + z –––– –– – d x k l = k x = k = ω με ε y kl θ kx kl θ Dẫn sóng & bức xạ 13
  14. Các kiểu dẫn sóng cơ bản (4) x E H8 H kx E kx kl kl z TE TM kl θ kx kl θ Dẫn sóng & bức xạ 14
  15. Dẫn sóng & bức xạ • Trường của đường dây dài • Các kiểu dẫn sóng cơ bản • Phân tích sóng phẳng của dẫn sóng song phẳng • Phân tích dẫn sóng song phẳng bằng phương trình sóng • Dẫn sóng chữ nhật • Dẫn sóng điện môi phẳng • Cáp quang • Các nguyên lý cơ bản của anten Dẫn sóng & bức xạ 15
  16. Phân tích sóng phẳng của dẫn sóng song phẳng (1) κm λ kl λ β m = k 2 − κ m2 θm βm ω ε r' ωn k = ω μ0ε ' = = c c Dẫn sóng & bức xạ 16
  17. Phân tích sóng phẳng của dẫn sóng song phẳng (2) kx kl kx kl Etới Ephản xạ Etới Ephản xạ  8 Ez –Ez Vật dẫn Vật dẫn lý tưởng lý tưởng 8 TE, lệch π TM, lệch 0 Dẫn sóng & bức xạ 17
  18. Phân tích sóng phẳng của dẫn sóng song phẳng (3) ω ε r' ωn β m = k 2 − κ m2 k = ω μ0ε ' = = c c Phản xạ với dịch pha 0 hoặc π kl kl κmd κmd λ kx Phản xạ với dịch pha 0 hoặc π mπ κ m d + ϕ + κ m d + ϕ = 2mπ → κm = d Dẫn sóng & bức xạ 18
  19. Phân tích sóng phẳng của dẫn sóng song phẳng (4) β m = k 2 − κ m2 κm λ kl ω ε r' ωn k = ω μ0ε ' = = c c mπ κm = θm d κ m = k cos θ m βm ⎧ ⎛ mπ ⎞ ⎛ mπ c ⎞ ⎛ mλ ⎞ θ ⎪ m = arccos ⎜ ⎟ = arccos ⎜ ⎟ = arccos ⎜ ⎟ ⎪ ⎝ kd ⎠ ⎝ ω nd ⎠ ⎝ 2 nd ⎠ →⎨ 2 2 ⎪ 2 2 ⎛ mπ ⎞ ⎛ m π c ⎞ β ⎪ m = k − κ m = k 1− ⎜ ⎟ = k 1− ⎜ ⎟ ⎩ ⎝ kd ⎠ ⎝ ω nd ⎠ Dẫn sóng & bức xạ 19
  20. Phân tích sóng phẳng của dẫn sóng song phẳng (5) mπ c §Þnh nghÜa: ωcm = κm nd λ kl 2 ⎛ mπ c ⎞ βm = k 1 − ⎜ ⎟ ⎝ ω nd ⎠ 2 θm nω ⎛ ωcm ⎞ → βm = 1− ⎜ ⎟ c ⎝ ω ⎠ βm 2π c 2nd λcm = = ωcm m 2 2π n ⎛ λ ⎞ → βm = 1− ⎜ ⎟ λ λ ⎝ cm ⎠ Dẫn sóng & bức xạ 20
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2