Technika wysokich częstotliwości w zadaniach

Technika wysokich częstotliwości w zadaniach

rok wydania: 2022, wydanie pierwsze
ISBN: 978-83-7348-859-5
ilość stron: 224
format: B5
oprawa: miękka

Opis

Żyjemy w czasach, w których biura podróży oferują wycieczki w kosmos, ekspres wie, kiedy się obudzisz i czy masz ochotę na kawę, a lodówka chce zrobić za Ciebie zakupy. Coraz więcej urządzeń elektronicznych nas otacza, coraz więcej od nich wymagamy i coraz bardziej jesteśmy od nich zależni (albo uzależnieni). Liczba tych urządzeń oraz wykonywanych przez nie zadań nieustannie wzrasta. Wymaga to wprowadzania nowych i coraz bardziej wyrafinowanych technologii, które oferują większe przepływności i prędkości transmisji danych. Można to osiągnąć, zwiększając częstotliwości i pasma pracy sygnałów przesyłanych przez nowoczesne urządzenia elektroniczne. W odróżnieniu od elektroniki niskiej częstotliwości, przy częstotliwościach wysokich pojawia się wiele zjawisk i efektów, których nie można zignorować, chcąc zrozumieć i prawidłowo opisać działanie nowoczesnych urządzeń. Tematyka poruszana w niniejszej książce dotyczy zagadnień związanych z modelowaniem tych zjawisk w układach elektronicznych pracujących w zakresie bardzo wysokich częstotliwości i stanowi wstęp do ich projektowania.

Opracowanie jest owocem wieloletnich doświadczeń grupy nauczycieli akademickich Wydziału Elektroniki, Telekomunikacji i Informatyki Politechniki Gdańskiej, kształcących studentów w zakresie techniki mikrofalowej i antenowej oraz telekomunikacji światłowodowej i bezprzewodowej. Praca ta stanowi rozszerzenie i kontynuacje podręczników Podstawy elektromagnetyzmu w zadaniach oraz Pola i fale elektromagnetyczne w zadaniach. Zachowana jest również konwencja prezentacji treści przy wykorzystaniu w pełni rozwiązanych i skomentowanych problemów z zakresu techniki wysokich częstotliwości.

Książka składa się z sześciu rozdziałów, opatrzonych wprowadzeniami teoretycznymi. Ponadto, każdy rozdział zawiera zestaw zadań przeznaczonych do samodzielnego rozwiązania, dla których podane są również niezbędne wskazówki i odpowiedzi. Jednakże studiującym gorąco polecamy, aby przed przystąpieniem do rozwiazywania poruszanych tu problemów sięgnęli do odpowiednich podręczników akademickich i notatek z wykładów.

W książce przyjęto angielską konwencję zapisu liczb, czyli separatorem dziesiętnym jest kropka zamiast przecinka stosowanego standardowo w notacji polskiej.

Spis treści

Podziękowania / 5
Wstęp / 7
Wykaz ważniejszych oznaczeń / 9

1. Model linii długiej / 11
1.1. Podstawowe parametry linii długiej / 13
1.2. Współczynniki odbicia i fali stojącej / 20
1.3. Transformacja impedancji / 32
1.4. Transformacja współczynnika odbicia / 42
1.5. Transformacja admitancji / 44
1.6. Straty w linii długiej / 45
1.7. Zadania dodatkowe / 52

2. Prowadnice falowe / 58
2.1. Model polowy / 59
2.2. Zastosowanie modeli polowego i obwodowego / 62
2.2.1. Prowadnica TEM na przykładzie linii współosiowej / 64
2.2.2. Prowadnica TE/TM – falowód prostokątny / 64
2.3. Zadania dodatkowe / 78

3. Wykres Smitha / 81
3.1. Impedancyjny wykres Smitha / 81
3.2. Admitancyjny wykres Smitha / 92
3.3. Zastosowanie wykresu Smitha / 96
3.4. Zadania dodatkowe / 102

4. Układy dopasowujące / 106
4.1. Transformator ćwierćfalowy / 106
4.2. Dopasowanie przy pomocy elementów o stałych skupionych / 109
4.2.1. Rozwiązanie analityczne / 110
4.2.2. Rozwiązanie przy wykorzystaniu wykresu Smitha / 111
4.3. Dopasowanie realizowane przy pomocy strojnika pojedynczego / 117
4.3.1. Rozwiązanie analityczne / 119
4.3.2. Rozwiązanie przy wykorzystaniu wykresu Smitha / 121
4.4. Zadania dodatkowe / 129

5. Układy rezonansowe / 130
5.1. Układy RLC / 130
5.1.1. Szeregowy układ RLC / 131
5.1.2. Równoległy układ RLC / 133
5.2. Rezonatory zbudowane z linii transmisyjnych / 134
5.2.1. Zwarta linia półfalowa / 135
5.2.2. Rozwarta linia półfalowa / 136
5.2.3. Rezonator współosiowy / 136
5.2.4. Rezonator mikropaskowy / 140
5.2.5. Wnęki rezonansowe / 145
5.3. Zasilanie rezonatorów / 152
5.3.1. Dobroć sprzężonego modelu rezonatora równoległego / 153
5.4. Zadania dodatkowe / 159

6. Opis macierzowy układów wielowrotowych / 161
6.1. Macierz rozproszenia / 164
6.1.1. Macierze rozproszenia wybranych układów / 167
6.1.2. Redukcja wrót układów wielowrotowych / 169
6.1.3. Wrota o zespolonej impedancji charakterystycznej / 170
6.2. Metody wyznaczania macierzy rozproszenia / 172
6.2.1. Wyznaczanie macierzy rozproszenia z definicji / 172
6.2.2. Macierze rozproszenia układów symetrycznych / 186
6.3. Analiza struktur rezonansowych / 204
6.4. Własności układów pasywnych / 207
6.5. Związki z innymi macierzami obwodowymi / 212
6.6. Wielorodzajowa macierz rozproszenia / 216
6.6.1. Zastosowanie / 219
6.7. Zadania dodatkowe / 222
Literatura / 224