Autor: Dumitru D. SANDU
Titlu: MICROUNDE
Tip: carte
Editura: Victor

Cuprins

0. INTRODUCERE
 
01. Generalităţi asupra criteriilor de clasificare a undelor electromagnetice ………………1
01.1. Harta generală a spectrului electromagnetic …………………………………1
01.2. Benzi de microunde ………………………………………………………………3
02. Cuprins ………………………………………………………………………………5
02.1. Volumul I (Principii fizice) ………………………………………………………5
02.2. Volumul II (Interacţiuni cu materia. Aplicaţii) ……………………………6
03. În loc de prefaţă ……………………………………………………………………7
Bibliografie Introducere .……………………………………………………………9
 
 
CAP. 1. ECUAŢII ALE CÂMPULUI ELECTROMAGNETIC. PRIVIRE GENERALĂ
 
1.1. Câmpuri electromagnetice cu variaţie arbitrară în timp …………………………10
1.1.1. Ecuaţii Maxwell diferenţiale pentru câmpuri cu variaţie arbitrară în timp ……10
1.1.2. Ecuaţii Maxwell integrale …………………………………………………13
1.1.3. Ecuaţii de propagare. Potenţiale vectoriale şi scalare …………………………15
1.2. Câmpuri electromagnetice cu variaţie armonică în timp ………………………………20
1.2.1. Ecuaţii Maxwell diferenţiale pentru câmpuri electromagnetice armonice 20
1.2.2. Forma integrală a ecuaţiilor Maxwell pentru mărimi fazoriale ………………22
1.2.3. Ecuaţii de propagare pentru mărimi fazoriale. Potenţiale vectoriale şi scalare 22
1.3. Parametrii mediului. Condiţii la limită …………………………………………26
1.3.1. Parametrii constitutivi ai mediului ………………………………………26
1.3.2. Condiţii la limită naturale …………………………………………………30
1.4. Teorema conservării energiei electromagnetice. Vector Poynting ………………35
1.4.1. Teorema conservării energiei electromagnetice pentru câmpuri fizice …………35
1.4.2. Teorema Poynting pentru câmpuri armonice ……………………………37
  Bibliografie Cap.1. ……………………………………………………………41
 
 
CAP.  2.  PROPAGAREA  GHIDATĂ  A  MICROUNDELOR.  GHIDURI DE UNDĂ METALICE
 
2.1. Introducere asupra undelor plane ………………………………………………42
2.2. Moduri de undă în ghidurile de undă metalice …………………………………44
      2.2.1. Relaţii între componentele transversale şi longitudinale …………………44
      2.2.2. Moduri de undă în ghidurile metalice .47
2.3. Ghiduri de undă metalice de secţiune dreptunghiulară ……………………………… .49
2.3.1 Moduri transversal-magnetice TM (unde E). Expresii generale ale componentelor de câmp ……………………………………………………………………49
2.3.2. Fenomene de dispersie în ghidurile de undă ………………………………52
2.3.3. Configuraţii particulare de moduri TM (unde E) ……………………………56
2.3.4 Moduri transversal-electrice TE (unde H). Expresii generale ale componentelor de câmp ………………………………………………………………………60
2.3.5. Configuraţii particulare de moduri TEmn (unde Hmn) ………………………62
2.4. Ghiduri de undă metalice de secţiune circulară ………………………………………65
2.4.1. Moduri transversal electrice TEnm în ghidul de secţiune circulară ………65
2.4.2. Moduri transversal magnetice TMnm în ghidul de secţiune circulară ……………69
2.4.3. Configuraţii particulare de câmp în ghidurile cilindrice …………………70
2.5. Puterea transmisă prin ghidurile metalice. Pierderi ……………………………………78
2.5.1. Expresii generale ale puterii transmise …………………………………………78
2.5.2. Aplicaţii la câteva moduri uzuale ………………………………………………80
2.5.3. Pierderi în ghidurile metalice ……………………………………………………84
  Bibliografie Cap.2. …………………………………………………………………90
 
 
CAP. 3. STRUCTURI PARTICULARE DE PROPAGARE GHIDATĂ A MICROUNDELOR

3.1. Linii de transmisie bifilare ……………………………………………………………91
3.1.1. Ecuaţii de propagare ……………………………………………………………91
3.1.2. Linii de lungime finită. Diagramă Smith …………………………………94
3.1.3. Parametrii liniilor bifilare ………………………………………………………101
3.2. Ghiduri de undă coaxiale ……………………………………………………………106
3.2.1. Ecuaţii de propagare. Configuraţii de câmp ……………………………………106
3.2.2. Parametrii lineici ai ghidurilor coaxiale. Puterea transmisă ……………………114
3.3. Ghiduri cu plăci metalice paralele ……………………………………………………117
3.4. Linii microstrip. Structuri şi relaţii generale …………………………………………123
3.4.1. Structuri stripline …………………………………………………………124
3.4.2. Structuri microstrip ……………………………………………………………127
3.4.2.1. Structură de bază şi metode de analiză …………………………………127
3.4.2.2. Aproximaţia cvasistatică ………………………………………………128
3.4.2.3. Metoda transformărilor conforme (Wheeler) …………………………131
3.4.2.4. Efecte de dispersie în liniile microstrip …………………………134
3.4.2.5. Consideraţii asupra altor metode de analiză cvasistatică ………………138
3.4.2.6. Analiză de undă totală ……………………………………………140
  Bibliografie Cap.3. …………………………………………………………………145
 
 
CAP. 4. SISTEME DE PROPAGARE GHIDATĂ CU UNDE ELECTRO-MAGNETICE DE SUPRAFAŢĂ
 
4.1. Clasificarea undelor electromagnetice de suprafaţă. Definiţii generale ………146
4.2. Unde de suprafaţă în plăci dielectrice cu substrat metalic ……………………149
4.3. Ghidul dielectric plat …………………………………………………………………155
4.4. Ghiduri dielectrice cilindric   …………………………………………………………160
4.4.1. Moduri TM şi TE pure ……………………………………………………161
4.4.2. Soluţii generale pentru modurile hibride de propagare în ghidul dielectric cilindric ……………………………………………………………………………… 165
4.5. Fibre optice ……………………………………………………………………168
4.5.1. Fibre optice cu variaţie abruptă a indicelui de refracţie ………………………169
4.5.2. Fibre optice cu variaţie graduală a indicelui de refracţie ………………………173
4.5.3. Efecte de dispersie la propagarea pe fibre optice ………………………………174
  Bibliografie Cap.4. …………………………………………………………………179
 
 
 
CAP. 5. CAVITĂŢI REZONANTE. REZONATOARE DIELECTRICE
 
5.1. Consideraţii generale asupra sistemelor electromagnetice rezonante ………………180
5.2. Cavităţi rezonante paralelipipedice …………………………………………………184
5.2.1. Moduri TMmnp …………………………………………………………………184
5.2.2. Moduri TEmnp ……………………………………………………………185
5.2.3. Configuraţii de câmp ale unor moduri particulare în cavităţile paralelipipedice .186
5.3. Cavităţi rezonante cilindrice ……………………………………………………192
5.3.1. Moduri TEnmp în cavităţile rezonante cilindrice ……………………192
5.3.2. Moduri TMnmp în cavităţile rezonante cilindrice ………………………194
5.3.3. Configuraţii de câmp ale unor moduri particulare în cavităţile cilindrice ….…195
5.4. Factor de calitate ale cavităţilor rezonante metalice ……………………………200
5.4.1. Relaţii generale …………………………………………………………………200
5.4.2. Expresii ale factorului de calitate pentru diferite moduri ………………………203
5.4.3. Curbe de rezonanţă. Circuite echivalente ………………………………………207
5.5. Rezonatoare dielectrice ………………………………………………………………209
  5.5.1. Soluţii aproximative pentru moduri cu simetrie axială …………………210
  5.5.2. Modelul „perete magnetic perfect” (PMP) ……………………………………212
5.6. Rezonatoare electromagnetice de tip Fabry – Pérot .…………………………………215
5.7. Cavităţi rezonante microstrip …………………………………………………218
5.8. Probleme de normare ale componentelor de câmp electromagnetic în ghiduri şi cavităţi rezonante ……………………………………………………………………………225
      5.8.1. Probleme de normare în ghiduri metalice ………………………………225
      5.8.2. Probleme de normare în unele structuri particulare de propagare ghidată ……231
      5.8.3. Probleme de normare în cavităţi rezonante ………………………………234
5.9. Proprietăţi de ortogonalitate ale modurilor ……………………………………241
      5.9.1. Ghiduri de undă metalice fără pierderi …………………………………………241
      5.9.2. Generalizarea proprietăţilor de ortogonalitate ……………………………243
Bibliografie Cap.5. ………………………………………………………………………247
 
 
CAP. 6. SISTEME RADIANTE ÎN DOMENIUL MICROUNDELOR
 
6.1. Considerente fizice introductive   ……………………………………………………248
6.2. Radiaţia de la surse elementare ………………………………………………………252
      6.2.1. Radiaţia de la dipolul electric …………………………………………………252
      6.2.2. Radiaţia de la dipolul magnetic …………………………………………255
6.3. Parametrii fundamentali ai antenelor …………………………………………………257
      6.3.1. Diagrame de radiaţie ……………………………………………………………257
      6.3.2. Directivitate ………………………………………………………………259
      6.3.3. Câştigul antenei …………………………………………………………261
      6.3.4. Impedanţa de intrare a antenei ……………………………………………262
      6.3.5. Polarizare …………………………………………………………………264
      6.3.6. Arii echivalente ale antenei  ………………………………………………267
      6.3.7. Ecuaţia de transmisie Friis ……………………………………………………269
6.4. Radiaţia de la o distribuţie de surse. Zone de radiaţie ………………………………271
6.5. Radiaţia de la aperturi …………………………………………………………274
      6.5.1. Apertură dreptunghiulară. Relaţii generale ………………………………274
      6.5.2. Metoda transformărilor Fourier …………………………………………281
6.6. Antene horn …………………………………………………………………………285
      6.6.1. Horn sectorial E     ………………………………………………………286
      6.6.2. Horn sectorial H ………………………………………………………………292
      6.6.3. Antene horn piramidal ……………………………………………………297
6.7. Antene microstrip ………………………………………………………………300
      6.7.1. Antene microstrip rectangulare …………………………………………300
      6.7.2. Generalizare ………………………………………………………………305
      6.7.3. Antene microstrip circulare ………………………………………………306
Bibliografie Cap.6. ………………………………………………………………………310
 
 
CAP.   7.   EXCITAREA CÂMPURILOR ELECTROMAGNETICE ÎN SISTEMELE DE PROPAGARE GHIDATĂ
 
7.1. Excitarea câmpurilor electromagnetice în ghidurile metalice prin utilizarea sondelor 311
      7.1.1. Relaţii generale ………………………………………………………………311
      7.1.2. Excitarea ghidurilor metalice cu ajutorul sondelor ………………………317
      7.1.3. Utilizarea funcţiilor Green diadice ……………………………………………321
7.2. Excitarea ghidurilor prin utilizarea buclelor …………………………………………327
7.3. Excitarea ghidurilor prin aperturi (fante) ………………………………………334
      7.3.1. Relaţii generale introductive ……………………………………………………334
      7.3.2. Cuplajul modului TE10 prin aperturi eliptice ……………………………341
      7.3.3. Excitarea ghidurilor metalice prin intermediul aperturii în peretele transversal344
7.4. Excitarea cavităţilor rezonante …………………………………………………348
      7.4.1. Considerente introductive referitoare la excitarea rezonatoarelor electrice ……348
      7.4.2. Excitarea modului TE101 ………………………………………………………351
Bibliografie Cap.7. ………………………………………………………………………356
 
 
ANEXE
 
ANEXA AI Elemente de calcul vectorial. Sisteme de coordonate …………………357
      AI.1. Elemente de calcul vectorial ……………………………………………………357
      AI.2. Sisteme de coordonate …………………………………………………………360
ANEXA AII Funcţii speciale ……………………………………………………………365
      AII.1. Funcţii delta (Dirac) …………………………………………………365
      AII.2. Funcţii Bessel …………………………………………………………………368
  AII.2.1. Funcţii Bessel cilindrice ………………………………………………368
  AII.2.2. Funcţii Bessel modificate ………………………………………………372
  AII.2.3. Funcţii Bessel sferice …………………………………………………373
      AII.3. Polinoame Legendre ……………………………………………………375
      AII.4. Funcţii gama ………………………………………………………378
ANEXA AIII Teoreme ale câmpului electromagnetic ……………………………………379
      AIII.1. Relaţii generale ………………………………………………………………379
      AIII.2. Câteva teoreme utilizate în teoria câmpului electromagnetic …………………381
ANEXA AIV Funcţii Green ………………………………………………………………387
      AIV.1. Funcţii Green în spaţiu liber …………………………………………………387
      AIV.2. Funcţii Green diadice …………………………………………………………389
      AIV.3. Funcţii Green bidimensionale …………………………………………392
ANEXA V Transformarea Schwarz-Christoffel ……………………………………394
Bibliografie ANEXE ………………………………………………………………401

Download link: Dumitru D. SANDU - Microunde

Categoria: Fizica

Cuvinte cheie:

Adaugat in: Oct 14, 2015

Vizualizari: 2797