• Tidak ada hasil yang ditemukan

Цели и задачи курсового проектирования

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2023

Membagikan "Цели и задачи курсового проектирования"

Copied!
86
0
0

Teks penuh

(1)

1

Некоммерческое акционерное

общество Алматинский университет энергетики и связи

Кафедра

Телекоммуникационные системы связи

ТЕОРИЯ ПЕРЕДАЧИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН И АНТЕННО ФИДЕРНЫЕ УСТРОЙСТВА

Конспект лекций

для студентов всех форм обучения специальности 5В071900 – Радиотехника, электроника и телекоммуникации

Алматы 2019

(2)

2

СОСТАВИТЕЛИ: Артюхин В.В., Сафин Р.Т. Теория передачи электромагнитных волн. Конспект лекций для студентов всех форм обучения специальности 5В071900 – «Радиотехника, электроника и телекоммуникации». – Алматы: АУЭС, 2019. – 86 с.

Конспект лекций предназначен для студентов специальности 5В071900 – «Радиотехника, электроника и телекоммуникации» всех форм обучения.

В конспекте лекций по курсу «Теория передачи электромагнитных волн» рассматриваются основные принципы распространения электромагнитных волн в различных средах, основные типы волноводов предназначенных для передачи электромагнитных волн, приведен обзор основных элементов волноводных трактов, а также рассмотрены вопросы согласование элементов волноводных трактов.

Антенно-фидерные устройства (АФУ) -- предназначаются для передачи сигналов в системах радиосвязи, радиовещания, телевидения, а также других радиотехнических системах, использующих для передачи информации свободное распространение радиоволн.

Рецензент: к.т.н. доцент Сатимова Е. Г.

Печатается по плану издания некоммерческого акционерного общества

«Алматинский институт энергетики и связи» на 2019 г.

 НАО «Алматинский университет энергетики и связи», 2019 г.

(3)

3

Содержание

Лекция №1. Общие положения теории электромагнитного поля.

Основные законы электродинамики.

Лекция №2. Плоские электромагнитные волны. Поляризация волн

Лекция №3. Падение плоских электромагнитных волн на границу раздела двух сред

Лекция №4. Падение плоской электромагнитной волны на границу раздела с немагнитной хорошо проводящей средой. Линии передачи Лекция №5. Прямоугольный металлический волновод

Лекция №6. Волны высших типов в прямоугольном волноводе.

Поверхностные токи. Энергетические характеристики Лекция №7. Круглый металлический волновод

Лекция №8. Коаксиальный волновод

Лекция №9. Полосковые линии передачи и диэлектрический волновод Лекция №10. Распространение ЭМВ в линиях конечной длины

Лекция №11. Потери в линиях передачи электромагнитной энергии.

Свободные колебания в объемных резонаторах Лекция №12. Согласование линий передачи Лекция №13. Введение.

Лекция №14. Технические параметры антенн Лекция №15 . Симметричный вибратор

Лекция №16. Несимметричный вертикальный вибратор Список литературы

4 9 14 20 25 29 34 39 43 48 54 60 66 68 71 78 85

(4)

4

Лекция №1. Общие положения теории электромагнитного поля.

Основные законы электродинамики

В курсе «Теория передачи электромагнитных волн» рассматривается классическая нерелятивистская электродинамика. Это частная версия теории электромагнетизма, в которой основные понятия - напряженности полей, заряды и токи - не выводятся из чего-либо, а постулируются. Кроме того, методы, которые мы будем использовать, справедливы в условиях, когда скорости движущихся тел много меньше скорости света.

Согласно основным положениям макроскопической электродинамики электромагнитное поле (ЭМП) в каждой точке, в каждый момент времени определяется четырьмя величинами: E - вектор напряженности электрического поля, В/м; D- вектор электрического смещения, Кл/м2; H - вектор напряженности магнитного поля, А/м; B - вектор магнитной индукции, Тл. Кроме этих четырех векторов, в уравнениях электромагнитного поля присутствуют еще две величины: плотность свободного электрического заряда (А/м2) и плотность электрического тока jПР(тока проводимости) (Кл/м3), они характеризуют источники поля - заряды и токи.

Если нет макроскопических перемещений вещества, то плотность тока и плотность заряда связаны уравнением непрерывности:

0

jПР

t div

, (1.1) выражающим тот факт, что ток проводимости обусловлен движением свободных зарядов. F(r)qE(r) - сила действующая на заряд q.

Векторное полеDнеобходимо для описания электрического поля в материальной среде (например, в диэлектрике) - поле электрического смещения. Магнитное поле, в отличие от электрического поля, взаимодействует с движущимися заряженными частицами и описывается вектором магнитной индукции B.

В результате движения в электромагнитном поле на заряд q действует Сила Лоренца: FлqE q[B]. Первое слагаемое обусловлено электрическим полем, второе – магнитным.

jПР- характеризует силу тока через единичную площадку перпендикулярную вектору скорости заряженных частиц.

q - объемная плотность заряда в объеме V.

Векторы ЭМП и величины j и  зависят от 3-х пространственных координат и времени t. Они связаны между собой системой уравнений Максвелла:

jПР

t H D

rot

; (1.2)

D

div ; (1.3)

(5)

5

t E B

rot

, (1.4) divB 0. (1.5) Уравнение (1.2) называют обычно первым, а (1.4) - вторым уравнениями Максвелла Дж. Кларка. (1873 - трактат об электричестве и магнетизме).

Все 4 уравнения - обобщение опытных данных.

Уравнение (1.2) - дифференциальная формулировка закона полного тока и гипотезы Максвелла о токе смещения.

Уравнение (1.3) - закон Гаусса.

(1.4) - закон электромагнитной индукции (Фарадей).

(1.5) - закон неразрывности магнитных силовых линий.

Система уравнений (1.2)-(1.5) справедлива для электромагнитных полей в любых средах, но их недостаточно для решения конкретных задач (неизвестных больше чем уравнений). (1.3) и (1.5) - практически скалярные уравнения. В систему следует включить уравнения, учитывающие влияние среды на протекающие в ней электромагнитные явления, называемые материальными уравнениями (1.6)-(1.8):

Е,

D а ; (1.6)

,

ВaH ; (1.7)

. E

jПР (1.8) Величиной a- абсолютной диэлектрической проницаемостью - характеризуют свойства диэлектриков (веществ, не проводящих электрический ток) неполярных и полярных:

0

a ,

где ε0 – электрическая постоянная (ε0=10-9/36π Ф/м);

– относительная диэлектрическая проницаемость (безразмерная величина) (вакуум, воздух 1; полиэтилен = 2,25; пресная вода 81).

Свойства магнетиков характеризуют магнитная проницаемость или абсолютная магнитная проницаемость:

0

а . где 0=4*10-7 Гн/м – магнитная постоянная.

Величина может быть меньше 1 и много больше.

У диамагнетиков, уменьшающих поле, <1 (как правило, близко к единице). К ним относится большинство веществ.

(6)

6

У парамагнетиков, увеличивающих магнитное поле, - незначительно больше 1 (кислоты, азот некоторые металлы и т.д.)

Особый класс веществ - ферромагнетики. У них 1.

σ (См/м) - удельная проводимость (серебро – 6.1∙107, медь – 5.7 ∙107).

Уравнение (1.8) называют законом Ома в дифференциальной форме.

Уравнения (1.6)-(1.8) охватывают электромагнитные свойства достаточно большого числа сред, но многие свойства реальных веществ не учитывают, т.е. соотношения прямой пропорциональности между E и D, В и

H - в линейных средах могут нарушаться.

В диэлектрике нелинейная зависимость D(E)наблюдается каждый раз, когда E становится очень высокой и возникает электрический пробой.

Нелинейные свойства в обычных условиях проявляют сегнетодиэлектрики.

Особый интерес представляют материальные среды, в которых векторы D и E - неколлинеарные. В этом случае свойства среды зависят от направления распространения ЭМВ через нее - анизотропные среды (ферриты, ионосфера и т.д.)

Для описания их свойств используют тензорную форму a и a, например, в декартовой системе координат:

azz azy azx

ayz ayy

ayx ахy axz ахх a

.

Все прочие можно считать изотропными средами.

Процесс измерения любого поля, в сущности, - извлечение некоторой энергии из поля, т.е. необходимо определить, как связана энергия поля с величинами, характеризующими поле.

Согласно макроскопической теории поля, электромагнитная энергия распределена в пространстве, занятом полем, с некоторой объемной плотностью таким образом, что электромагнитная энергия, содержащаяся в объеме V, выражается в виде объемного интеграла:

EdV D H W B

V

2 (1.9) W - полный запас энергии ЭМП внутри объема V в фиксированный момент времени (измеряется в Дж).

Изменяться во времени эта энергия может за счет двух процессов:

1) Она может внутри данного объема превращаться в другие, неэлектромагнитные формы энергии (тепловая, химическая, кинетическая ускоренных частиц...) или возникать из неэлектромагнитных форм.

(7)

7

2) Эта энергия, оставаясь электромагнитной, может вытекать из данного объема (или втекать в него) через поверхность S, ограничивающую данный объем.

Первый процесс характеризуется мощностью потерь РПОТ.

Второй - мощностью излучения .:

V ПР

ПОТ j EdV

P , (1.10)

S

S

Пd , (1.11)

] [EH

П (1.12) где вектор плотности потока мощности электромагнитного поля - вектор Пойнтинга (1884 - английский ученый).

Величины РПОТ и  могут быть положительными и отрицательными (отрицательность РПОТ - идет превращение других видов энергии в электромагнитную; отрицательность  показывает, что в данный объем поступает энергия из внешнего пространства). Выражения (1.11)-(1.12) справедливы для любых сред.

Величина объемной плотности электромагнитной энергии:

aH aE

BH DE

2

1 2

1 2 2

.

Мощности тепловых потерь:

V ПОТ

ПОТ dV

P ,

где ρ – объемная плотность мощности тепловых потерь:

E2

ПОТ

.

Теорема Остроградского-Гаусса:

V V

dS H E dV H E

div[ ] [ ]

токи и заряды являются источниками ЭМП, а также сами возникают под действием поля. На практике приходится учитывать также токи и заряды, которые вызываются внешними источниками и практически не зависят от возбужденного ими электромагнитного поля.

Такие токи принято называть «сторонними», и векторное поле плотности сторонних токов jCT следует ввести, как заранее заданную функцию в уравнения Максвелла, а также в уравнение Умова-Пойнтинга:

(8)

8

ПОТ CT S

P dt P

S dW

Пd

,

где

V CT

CT j EdV

P .

Соотношение Умова-Пойнтинга представляет собой математическую формулировку закона сохранения энергии для электромагнитного поля

Так как в большинстве практических задач материальные среды можно считать линейными, то в них будет справедлив принцип суперпозиций ЭМП:

если (E1,H1),(E2,H2),частные решения уравнений Максвелла, то решением будет и сумма вида (E1E2,H1H2).

Решение уравнений можно значительно упростить, если исключить временную переменную.

Для упрощения уравнений Максвелла вводится величина:

~a a i / , (1.13) называемая комплексной диэлектрической проницаемостью данного вещества, которая учитывает и проводящие и поляризационные свойства.

Рисунок 1.1 – Угол диэлектрических потерь

Действительная часть - интенсивность процесса поляризации, мнимая - плотность токов проводимости (потери) ( рисунок 1.1).

В комплексной плоскости ( рисунок 1.1) - угол диэлектрических потерь (в справочниках обычно приводят tg ):

) /( a tg  .

На частотах СВЧ диапазона для хороших диэлектриков tg =10-510-4, если tg>10-3 - диэлектрик принято считать плохим.

При анализе гармонических полей удобней использовать комплексный вектор Пойнтинга:

* 2 1 EН

П . (1.14)

(9)

9

Действительная его часть равна плотности потока мощности усредненной за период (действительный вектор, который определяет направление переноса энергии):

*

0

2Re 1

1 Пdt EН П Т

Т

СР .

Если комплексный вектор Пойнтинга чисто мнимый, то процесс не переносит мощности (перенос реактивной мощности).

Лекция №2. Плоские электромагнитные волны. Поляризация волн Рассмотрим бесконечное трехмерное пространство, в котором отсутствуют свободные заряды =0 и с заданными электродинамическими параметрами ~а,a, одинаковыми во всех точках. Гармонически изменяющийся электромагнитный процесс будет описываться системой уравнений Максвелла. Из уравнений (1.2)-(1.5), путем математических преобразований, выводится уравнения Гельмгольца:

~ 0

2

2

Е ааЕ . (2.1) Уравнение (2.1) – однородное дифференциальное уравнение второго порядка. Для простоты решения введем параметр:

а а

2 2~ (2.2) и будем считать, что: ЕyEz 0; Ex 0. Кроме того, Ex зависит только от координаты z, то есть: /x/y0. Тогда решение уравнения (2.1) будет:

z z

x z E e E e

E ( ) 1 1  2 2 , (2.3) где 1 и 2 корни уравнения (2.2).

Распишем их:

a a

ai

2  2  ;

   ~а аi ~a а  i .

Отсюда: 1 ; 2 1, и выражение (2.3) запишется в виде:

z z

x z E e E e

E ( ) 1  2 . (2.4)

(10)

10

Выражение (2.4) – однородная плоская волна. Первое слагаемое – волна, распространяющаяся в сторону уменьшения z. Второе – в сторону увеличения. Отсюда величина  – коэффициент распространения.

Плоской называют волну, распространяющуюся вдоль какой-либо координаты и неизменную в каждый фиксированный момент времени в плоскости перпендикулярной этой координате:

) cos(

) ,

(z t E e t z

Em z

.

Параметр  играет роль «пространственной» частоты процесса – коэффициент фазы (1/м). Её период: 2 , где  - длина волны.

Поверхность, удовлетворяющая условию: tzconst, называется волновой фронт (фазовый фронт, поверхность равных фаз), перемещающийся вдоль оси z с фазовой скоростью:

dt f

Uф dz

.

Величина  – коэффициент ослабления плоской волны в среде (1/м).

В расчетах чаще используют погонное затухание:

) 8,686 lg(

20

пог e дБ/м.

Используя второе уравнение Максвелла, найдем Н и подставим величину :

y z

xe i

E

H

~

. Некоторые выводы:

– в однородной плоской волне векторы Е и Н перпендикулярны;

– и Е и Н перпендикулярны оси распространения – поперечная волна;

– комплексные амплитуды векторов Е и Н в любой точке пространства связаны коэффициентом пропорциональности Zc.

Zc - характеристическое (волновое) сопротивление:

a a y

x

c H

Z E

~

.

Волновое сопротивление Zc характеризует среду и, в общем случае, не связано с тепловыми потерями.

Определим плотность потока мощности плоской ЭМВ:

(11)

11

 

x y x y z x y

ср EН E Н i i E Н i

П 







0.5Re 0.5Re 0.5Re , или с учетом Zс:

c ym c

xm x c

x

срz E Е Z E Z H Z

П 0.5Re( / )0.5 2 Re(1/ )0.5 2 Re .

Рассмотрим, как изменятся приведенные выше соотношения, если среда распространения – вакуум:а 0,a 0,0.

Коэффициент распространения: i 00 чисто мнимый (потерь нет).

Коэффициент фазы   00 , тогда фазовая скорость Uф 1/00 с не зависит от частоты.

Отсюда Z0 – действительное и равно Z0 0/0 120 Ом. Векторы Е и Н колеблются в фазе. Отметим, что для атмосферного воздуха это тоже справедливо.

В среде без потерь, но с  :



Uф с ;

 /

120

Zc .

На практике в СВЧ - диапазоне используют, как правило, диэлектрик с малыми потерями и  . Для расчета основных характеристик плоских ЭМВ в этом случае используются следующие выражения:

) 1

~(

itg ,

 i i  00 1itg .

Если tg1, то есть в случае малых потерь,    /c, а  – прямо пропорционален  и :

2 / )

2

/( 

с .

Характеристическое сопротивление в этом случае:

2) 1

120 (

i

Zc .

Так как Zс – комплексная величина, то векторы Е и Н колеблются не синфазно и угол сдвига фаз приблизительно равен /2.

(12)

12

В хорошо проводящих средах, даже при постоянстве а, абсолютная диэлектрическая проницаемость ~а является функцией частоты:

~а а i / , то есть наблюдается частотная дисперсия.

Говорят, что на заданной частоте  материальная среда является хорошо проводящей (металлоподобной), если:

а, (2.5) то есть плотность токов проводимости значительно превышает плотность токов смещения и поляризационных токов.

Как следствие, на низких частотах неидеальные диэлектрики и полупроводники становятся металлоподобными (сухая почва при частоте f=1 МГц ведет себя как хорошо проводящая среда). Но даже на самых высоких частотах радиодиапазона неравенство (2.5) выполняется для металлов с большим запасом.

В хорошо проводящей среде можно приближенно считать:

~ам i/. Тогда мi ~амамiам .

Используя выражение i exp(i/4)(i1)/ 2, перейдем к  и :

м м  ам /2.

Обе величины сильно зависят от , дисперсия ярко выражена:

ам ф м

U 2

;

) /(

2

2

м ам .

Характеристическое сопротивление:

 

ам ам

Z  /~  i .

Величина i означает, что в проводнике вектор Н сдвинут по фазе относительно вектора Е на 45.

Если   0, то амплитуда плоской ЭМВ изменяется вдоль координаты распространения Z по закону ez.

(13)

13

Расстояние, на котором амплитуда уменьшается в е раз, называют глубиной проникновения или толщиной поверхностного слоя (d):

1

мd

 ;

ам d  2 .

На СВЧ диапазоне глубина проникновения очень мала. Для меди на 10 ГГц d = 0,6 мкм, это позволяет использовать тонкие (10-20 мкм) слои хороших проводников для уменьшения потерь.

Частотная дисперсия характерна также для плазмы (ионизированный газ), для нее:

~а а i / ; ) 1

( 2 2

2

0  

 

а   пл ;

2 2

2 0

 

 пл ,

где  – частота столкновений электронов с нейтральными молекулами;

пл – собственная (плазменная) частота, при которой при  = 0, а = 0:

) ( 41

.

54 1

Ne с

пл ,

где Ne – электронная концентрация.

Если потери отсутствуют, то фазовая скорость выражается:

)2

/ ( 1 пл

ф с

U .

Скорость переноса информации (скорость перемещения в пространстве энергии, или медленной огибающей, или группы волн):

)2

/ (

1 пл

гр с

U .

Эта формула справедлива для узкополосных сигналов (можно применять для радиоимпульсов и т.д.). Такая частотная зависимость приводит к расплыванию (увеличению длительности) импульсов.

Рассмотрим поляризацию волн. Полагаем, что вектор Е имеет две составляющие: Ех Еm1cost и ЕyЕm2sint. Найдем положение кривой, которая служит геометрическим местом концов вектора Е суммарного

(14)

14

процесса. Перепишем составляющие в виде: Ex Em1 cost, Ey Em2 sint. Возводим их в квадрат и складываем:

1

2

2 2

1

 

 





 

m y m

x

E E E

E .

Это уравнение эллипса, а про волну говорят, что это эллиптически поляризованная волна (рисунок 2.1).

Рисунок 2.1 – Эллиптически поляризованная волна

В этом случае вектор Е вращается против часовой стрелки, если смотреть с конца izлево поляризованная волна.

Частные случаи:

1) Равна нулю одна из составляющих или сдвиг фаз между ними равен нулю. Тогда конец вектора Е перемещается вдоль линии произвольно, в общем случае, ориентированной относительно системы координат. Волна – линейно поляризованная.

2) Равны амплитуды Еm1 = Еm2, а сдвиг фаз - 90. Когда кривая окружность, волну называют волной с круговой поляризацией.

Легко заметить, что суперпозиция двух волн с линейными поляризациями, сдвинутых по фазе и пространственно на 90, дают эллиптически поляризованную волну. А две волны с круговыми поляризациями и противоположными направлениями вращения, в результате суперпозиции дают волну линейно поляризованную.

Лекция №3. Падение плоских электромагнитных волн на границу раздела двух сред

Граничные условия – соотношения, показывающие связь между значениями векторов ЭМП в разных средах, которые у поверхности раздела называют граничными условиями.

Полная система граничных условий состоит из четырех формул:

(15)

15

s n

n D

D12  ; (3.1)

2

1 E

E  ; (3.2)

n

n B

B12 ; (3.3)

э

jSN

H

H1 2 . (3.4) Формула (3.1) показывает, что нормальная компонента вектора D претерпевает скачок на величину поверхностного заряда s. На самом деле поверхностных зарядов не бывает, толщина слоя конечна, и D меняется постепенно. Но математическая модель s удобнее.

Если свободные заряды на границе раздела сред отсутствуют s 0, то для вектора Е:

1 2 2 1

a a n n

E E

  .

Нормальная компонента вектора Е претерпевает разрыв.

Формула (3.2) показывает, что тангенсальная составляющая вектора Е, непрерывна при переходе через границу раздела двух сред.

Для вектора B нормальные составляющие непрерывны (3.3), а тангенсальные составляющие вектора Н претерпевает скачок на величину плотности поверхностного тока jSNэ (3.4), направленного ортогонально вектору 0 (или его составляющей).

На поверхности раздела с идеальным проводником  , внутри которого поле отсутствует, согласно уравнению Максвелла будут справедливы следующие граничные условия:

1 1n S / a Е   ;

1 0

E ;

1n 0 H ;

H1

jSNэ .

Рассмотрим падение плоских электромагнитных волн на границу раздела двух сред. Границу раздела будем полагать бесконечно протяженной.

Плоскость, проходящая через нормаль к границе раздела параллельно направлению распространения, называют плоскостью падения.

Если вектор Е перпендикулярен этой плоскости, то волна – нормально поляризованная; если параллелен, волна – параллельно поляризованная.

Любую другую ориентацию вектора Е следует рассматривать как суперпозицию Е иЕ.

(16)

16

Падение волны с нормальной поляризацией на границу раздела двух сред изображено на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 – Падение волны с нормальной поляризацией на границу раздела двух сред

Амплитуды напряженностей электрического и магнитного поля падающей, отраженной и преломленной волны определяются выражениями:

)) sin cos

( exp(

E0 1

0 iy ixz

m

;

)) sin cos

( E exp(

) cos sin

( 1

1 0

0 i i i x z

c z

x

m

;

)) sin cos

(

exp( 1  

 

m iyA i x z ;

)) sin cos

( exp(

) cos sin

( 1

1

 





A i x z

i i

c z

x

m ;

)) sin cos

(

exp( i2 xziy

m

;

)) sin cos

( exp(

) cos sin

( 2

2

i i x z

i

c z

x

m

.

Падающая волна под углом  частично (или полностью) отражается от границы раздела сред под углом ” и частично (или полностью) проходит во вторую среду под углом θ. Амплитуды напряженности электрического поля отраженной и преломленной волны обозначены в этих выражениях как некоторые величины А и В соответственно. Можно считать, что ориентация векторов , относительно направления распространения не меняется.

Волновое сопротивление первой среды:

1 1

1 a / a

c

.

Волновое сопротивление второй среды:

(17)

17

2 2

2 / a

c  

 .

Из граничных условий следует равенство тангенсальных составляющих:

0 2 0

1 /x  /x

E . Граничные условия должны выполняться при любых z. Это возможно только, если зависимость от z для всех трех векторов напряженности электрического поля одинаковы. Отсюда вытекают два закона:

– угол падения равен углу отражения:

  ;

– и закон Снелля:

2 1 2 1

sin sin

n

n

 

 ,

где n - показатель преломления среды:



n .

Из закона сохранения энергии определим постоянные А и В на границе раздела (А и В амплитуды отражённой и преломлённой волн соответственно):

А = RЕ;

В = ТЕ, где R - коэффициент отражения;

T - коэффициент преломления (коэффициенты Френеля).

В случае нормальной поляризации:

1+R=T; 1-R=

cos cos

2 1 c c

Z

Z Т.

Модуль R характеризует соотношение между амплитудами падающей и отражённой волны, а аргумент - сдвиг фаз между этими полями:

R=

cos cos

cos cos

1 2

1 2

c c

c c

Z Z

Z Z

;

T=

cos cos

cos 2

1 2

2 c c

c

Z Z

Z

.

Вывод при параллельной поляризации аналогичен, получаем:

(18)

18

R =

cos cos

cos cos

2 1

2 1

c c

c c

Z Z

Z Z

;

T =

cos cos

cos 2

2 1

2 c c

c

Z Z

Z

.

При нормальном падении ЭМВ, когда   0, плоскость падения становится неопределённой и различие поляризаций пропадает:

R= - R=

1 2

1 2

c c

c c

Z Z

Z Z

; T= T =

1 2

2 2 c c

c

Z Z

Z

.

Знак «минус» за счёт того, что R и T коэффициенты по электрическому полю, R и T по магнитному.

Для обычных диэлектриков существует угол падения, при котором падающая волна целиком проходит во вторую среду, называемой – Угол Брюстера. Это возможно в следующих случаях:

необходимо, чтобы R и R равнялись 0 для любого угла падения , что для реального диэлектрика означает 1, т.е. электромагнитные свойства вещества неотличимы от свойств вакуума, если он – первая среда, или (  ): ZС2 = ZС1;

для параллельной поляризации, когда 1 2 1:

1 ,

2

Б

tg ;

для нормальной поляризации, когда 1 2 1:

1

2

Б

tg .

От границы раздела обычных диэлектриков волна с нормальной поляризацией отражается всегда.

Волна с эллиптической поляризацией отражается от границы всегда.

Отметим условия, при которых вещество полностью отражает падающие на него электромагнитные волны:

если при конечном значении , то коэффициенты отражения стремятся к предельным значениям: R = - 1; R= 1. К этому предельному

Referensi

Dokumen terkait

Анализ ответов на вопросы, отражаю- щие наличие стигматизации, показал, что 47,14% ДИ 38,87-55,41 опрошенных не ста- нут покупать продукты у продавца, если будут знать, что он

В данной статье изложен принцип использования квантовых эффектов некоторых полупроводниковых элементов, способных поглощать энергию в широком диапазоне спектра электромагнитных волн, и