Lecture1 (732244)
Текст из файла
Лекція 1
Існують локаційні пристрої, які повинні працювати на ~мм, ~100ГГц. Оскільки ~1м мають малу роздільну здатність, а оптичний діапазон швидко поглинаються постає необхідність вивчення НВЧ діапазону.
Перші НВЧ прилади виникли під час 2-ї світової війни при створенні РЛС. Застосування НВЧ електроніки:
-
Малопотужна електроніка: НВЧ телебачення – супутникове, мобільні телефони, комп’ютери.
-
Потужна електроніка: НВЧ - піч, РЛ – електроніка.
Фізичні причини виділення діапазону НВЧ
D – розмір об’єкта. При
- закон Кірхгофа, Ома,
- використовуються закони променевої оптики,
- НВЧ діапазон, диференційна інтерференція. Отже в НВЧ не можемо користуватись законами Кірхгофа і геометричної оптики. Закони Кірхгофа мають місце до якихось частот та швидкості розповсюдження інформації – швидкості світла.
Р
озглянемо малюнок. Даний ланцюг можна розрахувати за допомогою закону Ома, поки генератор – постійного струму. Розглянемо змінну напругу: електрон почне рух тоді, коли сигнал про потенціал дійде до нього:
. Якщо частота генератора така, що
, то в той час, як електрон рухається в одну сторону, генератор вже сформував зворотній потенціал, тобто існують струми в різних напрямках. Отже не можна використовувати звичайні закони.
Описаний ефект – ефект запізнення.
-
на частоті
при таких
працюють РЛС. На частоті 10ГГц при
ніяких законів Кірхгофа, Ома вже застосовувати не можна. -
Виникнення випромінювання. При змінному струмі можливе випромінювання, на його характеристики впливає відстань між дротами по відношенню до
. 50Гц: ~100км. Тому зі збільшенням частоти основна енергія знаходиться поза провідником у вигляді поля. -
При високій частоті – густина струму розподілена нерівномірно, електрони рухаються в скін шарі товщиною ~1мкм. Тому опір потрібно рахувати іншими законами.
Найбільш розвинутий оптичний діапазон НВЧ.
Рівняння Максвела 2-ого порядку описують всі електромагнітні явища:
де
- густина струму,
- напруженість ЕП,
- напруженість МП,
- індукція МП,
- індукція ЕП,
- густина заряду,
- поверхневий струм.
Поки що монополь Дірака не виявлено.
Знаки розставлено відповідно до положення векторів
,
та напрямку розповсюдження хвилі
- утворюють праву трійку. Це – не всі рівняння Максвела, у такій формі їх іноді називають рівняннями Герца.
Рівняння записано в СГСЕ. В системі СІ не буде
,
- це зручно, але в СІ опір вільного простору скінчений, що немає фізичного змісту.
Ці диференційні рівняння в частинних похідних другого порядку неоднорідні. Хоча з точки зору математики рівняння Максвела лінійні. Але лінійні рівняння ніколи не описують підсилення, генерації і т.д. Електромагнітні процеси нелінійні. Нелінійність обумовлюється речовиною, яку описують рівняння:
. Народження електрону - позитивної пари в вакуумі – нелінійний процес. Крім цього можна генерувати гармоніки, 1 з 1050 фотонів зливаються і дають новий фотон.
,
(А/см2), поверхневий струм -
,
(А/см).
Матеріальне рівняння – рівняння неперервності.
. Ніякого струму не може бути якщо заряд не виноситься.
- це рівняння в частинних похідних, тому дуже важливі граничні та початкові умови. Всі фізичні поля неперервні з точки зору фізики.
Магнітне поле всередині металу(має уявні розриви):
.
Не буває нульової товщини тому всередині металу буде плавний перехід, тому що поля неперервні.
В векторному вигляді:
(1)
(2)
Якщо змінимо граничні умови, то все повністю змінюється.
- права трійка. Тому знак “-“ в
.
У рівняннях в комплексній формі цього немає. Мінус там може бути в 1-му і 2-му рівнянні в системі (*).
Гранична умова в ідеальному металі:
(для нетензорного середовища).
- для
металу.
Якщо присутнє
, то за рахунок сили Лоренца виникає струм. Для напівпровідника:
У застосуванні граничних умов головне те, що ми не розв’язуємо рівняння в середині матеріалу, а розв’язуємо рівняння лише на поверхні.
Характеристики
Тип файла документ
Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.
Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.
Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.















