Отражение от системы слоёв
На занятие решим задачу отражения от слоя.
Здесь приведём выражения для коэффициента отражения от системы слоёв.
Полагаем, что между двумя полубесконечными средами находится n – слоёв.
Коэффициент отражения: где
.
- входной импеданс системы, причём, если угол падения не равен нулю, то следует использовать:
ç
ç
при перпендикулярной и параллельной поляризациях соответственно.
Углы j рассчитывают исходя из законов Снелля.
УСВЧ
(Устройства сверх – высоких частот)
Классифицировать УСВЧ будем по функциям, которые они выполняют в линии передачи, независимо от того, для какой цели выполняется та или иная функция.
Наименование класса устройств | Функциональные признаки |
1. Отрезки регулярных линий передач | Направленная передача ЭМЭ |
2. Соединительные устройства | Соединения отрезков регулярных линий, |
А) Неподвижные и подвижные сочленения | элементов или узлов |
Б) Уголки и изгибы | |
В) Трансформаторы и фильтры типов волн | |
Г) Вращающиеся сочленения | |
3. Делители мощности | Разделение энергии, передаваемой в одном канале, на несколько каналов или сложение энергии из нескольких каналов в одном |
4. Переключающие устройства (коммутаторы) | Временные соединения различных каналов |
5. Развязывающие устройства | Понижение уровня мощности, |
А) Аттенюаторы | проходящей из одного канала в другой, |
Б) Направленные ответвители | или полная развязка между каналами |
В) Циркуляторы | |
Г) Вентили | |
6.Поляризационные преобразователи | Преобразование поляризации проходящих волн |
7. Фазирующие устройства | Поддержание или изменение фазы или |
А) Фазовращатели | разности фаз колебаний в линии |
Б) Секции дифференциального Фазового сдвига | |
8. Мостовые (гибридные) соединения | Сложение, вычитание и калиброванное |
А) Двойные Т-образные | разделение мощности ЭМВ в четырех |
Б) Щелевые | канальном соединении |
В) Кольцевые | |
Г) Шлейфовые | |
9. Защитные устройства | Предохранение нагрузки или узла от чрезмерной мощности |
10. Согласующие устройства | Согласование тракта в целом его отдельных элементов и узлов для получения заданного коэффициента отражения |
11. Симметрирующие устройства | Переход от несимметричной линии или узла к симметричной линии или узлу. |
Линии передачи принято классифицировать по типу направляемых волн.
Типы волн:
1. Поперечные или волны Т-типа – отсутствуют составляющие E и Н, направленные вдоль направления распространения энергии (T-transfers (поперечные)) Т-(ТЕМ);
2. Электрические (Е- типа) Е-(ТМ);
3. Магнитные (Н-типа) Н-(ТЕ);
4. Смешанные (HE- типа) или гибридные.
Примеры этих волн – при отражение от границы раздела двух сред. Кроме того, все линии передачи делят на два больших класса:
1. Закрытого типа – вся энергия сосредоточенна в пространстве, ограниченном металлической оболочкой от внешней среды;
2. Открытого типа - поле, строго говоря, распределено во всем пространстве (подавляющая часть вблизи), поэтому параметры этих линий подвержены влиянию окружающей среды (метеоусловия, расположенные вблизи объекты и т.д.)
Связь между продольными и поперечными составляющими электромагнитного поля
Будем рассматривать производную, бесконечно длинную направляющую систему, ориентированную вдоль оси Z.
Будем полагать:
1. Форма поперечного сечения не зависит от Z - линия однородна, кроме того, параметры среды и граничные условия, которым удовлетворяют поля, не зависят от Z.
2. Направляющая система не вносит потерь.
Мы уже рассматривали направленные волны над границей раздела, характер изменения E и H вдоль продольных и поперечных координат был различным.
Введем два параметра:
1. Продольное волновое число .
2. Поперечное волновое число т.е.
.
Особенность направляемых волн: комплексная амплитуда каждой из шести проекций векторов Е и Н зависит от пространственных координат по закону:
Начальную фазу волны всегда можно подобрать так, чтобы - была действительной.
Производные по Z:
(3.1)
Сторонние источники отсутствуют и поле описывается Уравнениями Максвелла:
Развернем эти уравнения в декартовой системе координат. Из первого уравнения Максвелла:
;
;
Из второго уравнения Максвелла:
;
;
Решим эти уравнения относительно Е (например, совместно первое и пятое уравнение):
;
;
;
(3.2)
Аналогично в любой другой системе координат.
Итак, достаточно найти лишь две функции для любой направляющей системы, а остальные проекции определяют через них