
- •Часть 1. Основы теории электромагнитного поля
- •Часть I. Основы теории электромагнитного поля
- •Часть 1. Основы теории электромагнитного поля: Учеб.Пособие/ Моск. Гос. Ин-т
- •Часть 1. Основы теории электромагнитного поля
- •Глава 1. Основные понятия и уравнения электродинамики
- •1.2. Уравнения Максвелла
- •1.2.2. Уравнение непрерывности и закон сохранения заряда
- •1.3. Материальные уравнения и классификация сред
- •1.4. Полная система уравнений электродинамики
- •1.5. Граничные условия электродинамики
- •1.5.1. Формулировка граничных условий
- •1.6. Теорема Пойнтинга
- •1.6. Теорема Пойтинга
- •1.7. Уравнения электродинамики и теорема Пойнтинга
- •1.8. Теорема единственности для внутренних и внешних задач электродинамики
- •1.8.1. Внутренняя задача
- •1.8.2. Внешняя задача
- •Доказательство
- •Глава 2. Возбуждение электромагнитных волн в свободном пространстве
- •2.1. Постановка задачи
- •2.2. Волновые уравнения электродинамики Векторный потенциал
- •2.3. Векторный потенциал элемента электрического тока
- •2.4. Векторный потенциал линейного, поверхностного и объемного токов
- •2.5. Электромагнитное поле поверхностного тока, равномерно распределенного на бесконечной плоскости. Плоские однородные волны (пов)
- •2.5.1. Основные характеристики пов
- •2.5.2. Пов с линейной, круговой и эллиптической поляризацией векторов поля.
- •Волна с левой круговой поляризацией определяется выражениями (2.43), (2.44) при .При этом . (2.47)
- •2.6. Электромагнитное поле элементарного
- •2.6.1. Векторный потенциал
- •2.6.2. Напряжённость поля
- •2.6.3. Электромагнитное поле в дальней зоне
- •2.6.4 Диаграмма направленности
- •Меридиональная плоскость – это плоскость, проходящая через ось z. Уравнение этой плоскости в сферических координатах записывается в виде:
- •Диаграмма направленности в меридиональной плоскости представляет кривую, задаваемую уравнением:
- •Пространственная диаграма направленности
- •2.6.5. Мощность и сопротивление излучения
- •Глава 3. Основные принципы теории электромагнитного поля
- •3.1. Принцип суперпозиции
- •Если объёмную плотность стороннего тока
- •3.2. Принцип излучения на бесконечности
- •3.3. Принцип взаимности
- •3.4.1. Электромагнитное поле элементарного магнитного излучателя.
- •3.4.2. Электромагнитное поле элементарного щелевого излучателя.
- •3.5. Принцип эквивалентности
- •3.5.1. Электромагнитное поле элемента Гюйгенса.
- •Часть 1. Основы теории электромагнитного поля...............................5
- •Глава 1. Основные понятия и уравнения электродинамики............................…………………………………....5
- •Глава 2. Возбуждение электромагнитных волн в свободном пространстве.....................…………………………………………….26
- •Глава 3. Основные принципы теории электромагнитного поля……………………………………………………........................49
- •Александр Николаевич Коваленко
- •Часть 1. Основные теории электромагнитного поля
А.Н. КОВАЛЕНКО А.Н. ЩЕРБИЦКИЙ
Э Л Е К Т Р О Д И Н А М И К А
И Р А С П Р О С Т Р А Н Е Н И Е РАД И О В О Л Н
Часть 1. Основы теории электромагнитного поля
МОСКВА 2003
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЮВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИ'ГУТ
РАДИОТЕХНИКИ, ЭЛЕКТРОНИКИ И АВТОМАТИКИ
(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ )
A.Н. КОВАЛЕНКО А.Н. ЩЕРБИЦКИЙ
Э Л Е К Т Р О Д И Н А М И К А
И Р А С П Р О С Т Р А Н Е Н И Е Р А Д И О В О Л Н
Часть I. Основы теории электромагнитного поля
Учебное пособие
МОСКВА 2003
ББК 22.313
К56
УДК 537.86
Рецензенты: д.т.н., проф. Г.А.Ерохин
к.т.н., доц. А.А.Фалунин
К 56 А.Н.Коваленко, А.Н.Щербицкий. Электродинамика и распространение радиоволн.
Часть 1. Основы теории электромагнитного поля: Учеб.Пособие/ Моск. Гос. Ин-т
радиотехники, электроники и автоматики (технический университет).- М..1999,-71с.
ISBN 5-7339-0187-х
Излагаются первые три раздела теоретического курса дисциплины «Электродинамика и распространение радиоволн»1.Основы теории электромагнитного поля. 2. Возбуждение электромагнитных волн в свободном пространстве. 3. Основные принципы теории электромагнитного поля.
Учебное пособие предназначено для студентов всех форм обучения по специальности "Радиотехника" (200700).
Табл. нет. Ил. 21. Библиогр.- 1 назв.
Печатается по решению редакционно-издательского совета Московского государственного института радиотехники, электроники и автоматики (технического университета).
1604050000 20
К 1 К8(03)-99 Без объявл. ББК 22.313
ISBN 5-7339-0187-х © А.Н. Коваленко.
А.Н. Щербицкий.
2003
Настоящее учебное пособие представляет собой первую часть теоретического курса дисциплины "Электродинамика и распространение радиоволн" для специальности "Радиотехника" (200700). Оно включает в себя первые три раздела рабочей программы курса.
Материал учебного пособия излагается с опорой на базовое учебное пособие (В.В.Никольский,Т.И.Никольская."Электродинамика и распространение радиоволн", Москва, "Наука", 1989 .), основным автором которого был заведующий кафедрой АФУ МИРЗА д.т.н., профессор В.В.Николь ский.
В учебном пособии опущены разделы, посвященные статическим, стационарным и квазистационарным полям, знакомые студентам из курсов физики и теории цепей.
Последовательность изложения материала несколько изменена по сравнению с учебными пособиями других авторов, а некоторые темы представлены в оригинальном изложении.
Учебное пособие обобщает опыт чтения лекций по дисциплине "Электродинамика и распространение радиоволн" в течение ряда лет (1993/98 гг.) для студентов МИРЭА всех форм обучения по специальности "Радиотехника".
Авторы
ВВЕДЕНИЕ
Предметом нашего курса является изучение электромагнитных явлений, главным образом быстропеременных(высокочастотных), волновых, которые происходят в специальных устройствах (линии передачи, резонаторы, антенны и др.), а также в природных условиях (различные радиолинии связи и передачи информации).
Электромагнитное поле представляет собой особый вид материальной среды, носителя электромагнитной энергии, способной перемещаться в пространстве с конечной скоростью, не превышающей скорость света в вакууме С, и взаимодействовать с другими средами как заряженными, так и нейтральными.
Классическая теория цепей, предполагающая постоянство мгновенных значений электромагнитного поля (тока, напряжения) во всех точках цепи, не пригодна для высокочастотных цепей, и здесь используются другие принципы и методы анализа, расчета и построения элементов цепи.
Основным инструментом, который используется при изучении электромагнитных явлений, является система уравнений Максвелла и ряд основополагающих принципов теории электромагнитного поля, знакомство с которыми будет происходить по мере освоения данного курса.