1 Зміст навчальної дисципліни

Змістовий модуль 1. Теоретичні основи електродинаміки. Випромінювання елементарних випромінювачів.

Джерела та вектори електромагнітного поля (ЕМП). Одиниці виміру. Середовища, параметри і класифікація.

Рівняння Максвелла в інтегральній, диференційній формах. Сторонні джерела і граничні умови визначення ЕМП. Енергія ЕМП. Теорема Умова - Пойнтинга. Гармонічні ЕМП. Методи комплексних амплітуд та векторного аналізу для їх представлення. Комплексна діелектрична проникність, її форми запису та фізична сутність.

Елементарні випромінювачі ЕМП. Властивості їх поля, перестановочна подвійність. Параметри елементарних випромінювачів ЕМП. Основи розрахунку поля елементарних випромінювачів. Розрахунок рівня поля ЕЕД. Розрахунок електричних параметрів ЕЕД. Розрахунок і графічне зображення характеристик направленості (ХН) випромінювачів.

Закони Ампера, Фарадея, Гауса та їх узагальнення рівняннями Максвелла. Векторні рівняння Дааламбера і Гельмгольца, форми запису та їх вирішення. Поле ЕЕД в дальній зоні, його структура. Електричні параметри елементарного магнітного диполя (ЕМД) і порівняння з полем ЕЕД. Графічне зображення ХН ЕМД.

Змістовий модуль 2. Поширення електромагнітних хвиль (ЕМХ) в однорідних середовищах, в умовах Землі та атмосфери.

Поляризація ЕМХ, її типи. Поширення плоских ЕМХ в однорідних середовищах без втрат. Поширення ЕМХ в середовищах із втратами. Визначення рівня ЕМХ при поширенні в середовищах без втрат. Визначення рівня ЕМХ при поширенні в середовищах із втратами.

Нормальне падіння. Падіння з уклоном. Явища повного відбиття і повного заломлення. Граничні умови Щукіна - Леонтовича. Поверхневий ефект. Ферити, явища при поширенні ЕМХ в них. Плазма, явища при поширенні ЕМХ в ній.

Залежності коефіцієнтів відбиття та заломлення ЕМХ на межі розподілу середовищ з різними параметрами. Вивчення явища нормального падіння плоских хвиль на межі розподілу середовищ.

Класифікація ЕМХ по частотам та їх параметри у вільному просторі. Принцип Гюйгенса - Кіргофа (Гюйгенса - Френеля), елемент Гюйгенса. Зони Френеля, межі простору для поширення ЕМХ. Характеристика направленості елемента Гюйгенса. Залежність зон Френеля від частоти та відстані. Феромагнітний резонанс, ефект Фарадея. Ефект зміщення поля в намагнічених феритах. Оцінка надійності роботи різних радіоліній з умов забезпечення потрібної імовірності передачі сигналів. Оцінка впливу параметрів поверхні землі на множник ослаблення. Явища при поширенні радіохвиль в іоносфері.

Рівняння радіопередачі у вільному та обмеженому просторах. Типи радіоліній по способам поширення ЕМХ в атмосфері Землі. Умови забезпечення радіозв’язку, основи роботи радіоліній. Особливості розповсюдження радіохвиль повздовж земної поверхні. Робота радіоліній земними хвилями на різних частотах, вимоги до антен.

Структура іоносфери і її параметри. Поширення радіохвиль в іоносфері. Дифракція, рефракція ультракоротких хвиль (УКХ). Вплив рельєфу місцевості на розповсюдження радіохвиль. Тропосфера та її вплив на розповсюдження радіохвиль.

Робота радіорелейних ліній, методики їх розрахунку, вимоги до антен. Робота тропосферних ліній, методики їх розрахунку, вимоги до антен. Радіолінії космічного зв’язку, особливості їх роботи та розрахунку.

Змістовий модуль 3. Поширення електромагнітних хвиль у направляючих системах, у тому числі і волоконно-оптичних. Пристрої надвисоких частот (НВЧ) та методи їх дослідження

Направляючі системи, їх призначення та класифікація. Хвилі, що направляються, їх класифікація. Структура поля ЕМХ в різних направляючих системах. Поперечні електромагнітні, електричні та магнітні хвилі.

Хвилеводи прямокутного перерізу з металевими стінками. Розв’язання хвильових рівнянь для електричних та магнітних хвиль. Метод розділення змінних. Основні параметри, що характеризують електромагнітну хвилю. Основні типи (моди) електромагнітних хвиль.

Поняття критичної частоти. Фазова швидкість хвиль в направляючих системах, дисперсія. Загальні властивості хвиль. Структура електромагнітного поля.

Хвилеводи круглого перерізу з металевими стінками. Подача енергії вздовж хвилеводів із металевими стінками. Гранично допустима потужність лінії передачі. Загасання у хвилеводах з металевими стінками.

Атенюатори. Спрямовані відгалужувачі. Хвилеводні розгалужувачі.

Мостові пристрої та їх використання. Феритові вентилі, циркулятори, фазообертачі.

Змістовий модуль 4. Типи і параметри антен, що використовуються в техніці зв’язку, вимірювання параметрів антен.

Принцип роботи проводових антен, основні конструкції. Електричні параметри антен, режими роботи. Антени як сукупність елементарних випромінювачів. Параметри антен в режимах передачі та прийому. Розрахунок рівня ЕМП у вільному просторі при відомих параметрах передавачів та їх антен. Рекомендації щодо використання антен на різних радіолініях.

Принцип дії змінно-фазних антен, основні конструкції. Електричні параметри антен, режими роботи, особливості використання. Основи розрахунку геометричних розмірів антен та їх параметрів.

Принцип дії апертурних антен, типи рефлекторів. Типи випромінювачів, вимоги до їх параметрів. Електричні параметри апертурних антен. Конструкції спіральних антен, режими роботи. Електричні параметри спіральних антен. Особливості використання.

Основи теорії антенних решіток. Антенні решітки, їх електричні параметри, особливості розрахунку.

Конструкції, принцип дії магнітних антен. Електричні параметри антен, особливості використання та розрахунку.

Пристрої антенного кола засобів зв’язку та його налаштування. Типи фідерних ліній, електричні параметри та їх виміри. Заземлюючі пристрої, металізація землі, штучна земля.