Iх. Волны в неоднородных средах

1. Отражение и преломление волн на плоской границе раздела двух сред (формулы Френеля). Нормальное падение. Выражение коэффициента отражения через волновые импедансы. Формула пересчета импеданса. Использование ее для отыскания коэффициента отражения для плоскопараллельной пластинки. Наклонное падение. Угол Брюстера. Полное внутреннее отражение. Возникновение неоднородных волн при полном отражении. Отражение от хорошо проводящей поверхности и условие Леонтовича.

2. Волны в среде с непрерывно меняющимися параметрами. Волновые уравнения для векторов поля. Случай плоскослоистой среды. Уравнения, описывающие волны ТЕ и ТМ - типа. Плоские волны в плоскослоистом диэлектрике с плавно меняющимися параметрами. Приближение геометрической оптики (ВКБ приближение). Характер поля около точки поворота. Функция Эйри. Лучевое описание поля в плавнонеоднородных средах. Переход от уравнений Максвелла к уравнениям геометрической оптики. Уравнение эйконала. Лучи и лучевые трубки. Дифференциальное уравнение луча. Изменение интенсивности в лучевой трубке. Пример: падение плоской волны на плоскослоистую среду.

Х. Волны в цилиндрических линиях передачи

1. Волны ТЕ, ТМ и ТЕМ типов (общие выражения для полей через продольные компоненты вектор-потенциалов), поперечное волновое уравнение, потоки энергии.

2. Линии передачи с идеально проводящими границами, граничные условия для поперечных волновых функций, действительность поперечных волновых чисел, условие существования главных волн (ТЕМ).

3. Распространяющиеся и нераспространяющиеся волны, критические частоты, длина волны, фазовая и групповая скорости, вырождение волн.

4. Волны в прямоугольном и круглом волноводах, спектр поперечных волновых чисел, структура поля волн различных типов. Представление в виде суперпозиции однородных плоских волн (концепция Бриллюэна).

5. Описание главных волн в терминах напряжения и тока, телеграфные уравнения, выражение фазовой скорости и волнового сопротивления через погонные параметры линии, пример: главная волна в коаксиальной линии, отражение волны от скачка параметров линии и от нагрузки.

6. Затухание волн, вызванное потерями в среде, заполняющей волновод, и в стенках волновода.

7. Понятие о поверхностных (медленных) волнах, примеры: волна вдоль импедансной поверхности, волна вдоль диэлектрического слоя.

ХI. Э.-м. колебания в полых резонаторах

1. «Конструирование» собственных колебаний из волн в цилиндрических линиях передачи, собственные частоты прямоугольного, цилиндрического и коаксиального резонаторов.

2. Общая постановка задачи о собственных колебаниях в резонаторах, равенство запасенной электрической и магнитной энергии. Спектр собственных частот в отсутствие поглощения энергии и при наличии поглощения, обусловленного потерями в заполняющей среде и в стенках резонатора.

Хii. Излучение заданных источников в однородной безграничной среде

1. Функция Грина и общее решение неоднородного волнового уравнения, запаздывающие и опережающие решения, условия излучения, выражения для векторного и скалярного потенциалов через интегралы по области источников.

2. Простейшая излучающая система - элементарный электрический вибратор (диполь Герца), структура поля в квазистационарной и волновой зонах, диаграмма направленности, эквивалентное сопротивление излучения, поле излучения магнитного диполя, понятие об излучении высших мультиполей.

3. Общее представление полей излучения произвольной системы токов в дальней зоне (волновая и фраунгоферова зоны), вектор излучения как пространственная фурье-компонента плотности тока.