Излучение и распространение радиоволн
- Категория: Спецкурсы кафедры радиофизики ФФ НГУ
- Обновлено: 09.02.2017
- 28.07.2016
(6 сем., экзамен)
Лектор: Доцент, к.т.н Запрягаев Игорь Александрович
1. Основы теории излучения
Объемные электрические и магнитные источники электромагнитного поля. Электродинамические потенциалы. Принцип двойственности. Поверхностные источники электромагнитного поля. Принцип Гюйгенса-Кирхгофа. Обобщение формулы Кирхгофа для векторных полей с учетом источников. Поля произвольной системы токов. Лемма Лоренца. Теорема взаимности.
2. Элементарные излучатели
Элементарный электрический вибратор (диполь Герца). Элементарный магнитный вибратор. Элемент Гюйгенса. Щелевой вибратор.
3. Системы элементарных излучателей
Простейшие совокупности элементарных излучателей. Симметричные вибраторы. Нагруженный вибратор. Цепочка синфазных излучателей. Решетка синфазных вибраторов. Поле двух вибраторов. Рефлектор и директор. Влияние Земли на диаграмму направленности линейного излучателя.
4. Характеристики излучателей
Параметры передающих антенн и методы их расчета. Параметры электрического режима работы антенны. Сопротивление потерь. Частотная зависимость сопротивлений. Входное сопротивление антенны. Сопротивление настройки. Коэффициент направленного действия. Коэффициент полезного действия. Коэффициент усиления. Частотные характеристики и полоса пропускания антенн. Основы теории приема радиоволн. Характеристики приемных антенн.
5. Антенны длинных и средних радиоволн
Особенности распространения длинных и средних радиоволн. Антенны Александерсена. П-образные длинноволновые антенны. Т- и Г-образные антенны средних и длинных волн. Антенные мачты средневолнового диапазона. Щелевые средневолновые антенны. Приемные антенны средних и длинных волн.
6. Излучение коротких волн
Особенности распространения коротких волн. Простые коротковолновые вибраторы настроенного и диапазонного типа. Сложные коротковолновые антенны настроенного и диапазонного типа. Ромбические коротковолновые антенны.
7. Излучение ультракоротких волн
Излучение волновода прямоугольного сечения. Рупорные антенны. Распределение фаз в раскрыве рупора. Направленные свойства секториальных рупоров. Коэффициент направленного действия пирамидального рупора. Коррекция фазы в раскрыве рупора. Линзовые антенны. Ускоряющие линзы. Направленные свойства и полоса пропускания ускоряющих линз. Замедляющие линзы из искусственного диэлектрика. Зонированные замедляющие линзы. Параболические антенны. Токи на поверхности параболоида. Влияние вторичного поля, отраженного от параболоида, на облучатель.
8. Общие вопросы распространения радиоволн
Основные определения. Характер распространения радиоволн разных диапазонов. Распространение плоских радиоволн в полупроводящей среде. Неоднородные плоские волны.
9. Распространение радиоволн над поверхностью Земли
Приближенные граничные условия Леонтовича. Участок поверхности, существенный при отражении. Объем пространства, существенный при распространении радиоволн. Распространение радиоволн при поднятых антеннах. Интерференционная формула. Квадратичная формула Введенского. Структура поля радиоволны в месте приема. Влияние сферичности Земли. Дифракционная задача. Распространение радиоволны над неоднородной плоской поверхностью. Учет неровностей. Критерий Релея.
10. Распространение радиоволн в тропосфере
Строение тропосферы. Тропосферная рефракция. Сверхрефракция. Рассеяние радиоволн в тропосфере.
11. Распространение радиоволн в ионосфере
Структура ионосферы. Тензор диэлектрической проницаемости. Распространение плоских волн в однородной изотропной ионизированной среде. Показатель преломления и поглощения. Волны в однородной магнитоактивной плазме, продольное распространение, поперечное распространение. Распространение электромагнитных волн в неоднородной среде. Приближение геометрической оптики. Решение волнового уравнения для линейного слоя. Распространение импульсов в плазменной среде. Методы исследования ионосферы. Нелинейные эффекты.
Литература
Марков Г.Т., Сазонов Д.М. Антенны. М.; Л.: Энергия, 1975.
Долуханов М.П. Распространение радиоволн. М.: Сов. радио, 1965.
Дополнительная литература
Айзенберг Г.З. Антенны ультракоротких волн. М.: Связь, 1977.
Лавров А.С., Резников Г.Б. Антенно-фидерные устройства. М.: Сов. радио, 1974.
Красюк Н.П. Электродинамика и распространение радиоволн. М.: Высш. шк., 1974.
Гинзбург В.Л. Распространение электромагнитных волн в плазме. М.; 1967.
Альперт Я.Л. Распространение электромагнитных волн и ионосфера. М.: Наука, 1972.
Черный Ф.Б. Распространение радиоволн. М.: Сов. радио, 1972.