Fale i anteny
rok wydania: 2016, wydanie trzecie
ilość stron: 520
ISBN: 83-206-1626-3
format: 16,5x23,5 cm
oprawa: miękka
Opis
Książka zawiera systematyczny, prowadzony od podstaw wykład z podstaw elektromagnetyzmu, techniki antenowej i propagacji fal radiowych. Omówiono w niej równania Maxwella, właściwości fali płaskiej, teorię linii transmisyjnych, podstawy techniki mikrofalowej, parametry anten i ich pomiary, dokonano przeglądu anten wykorzystywanych we współczesnych systemach radiokomunikacyjnych oraz opisano propagację fal radiowych. Przedstawiono również wstępne informacje dotyczące kompatybilności elektromagnetycznej oraz zaprezentowano wpływ prądu elektrycznego i pól elektromagnetycznych na organizm człowieka wraz z obowiązującymi przepisami BHP.
Strona internetowa AUTORA www.et.put.poznan.pl/~szostka
Spis treści
WSTĘP 9
1. PODSTAWY ELEKTROMAGNETYZMU 11
1.1. Elektrostatyka 11
1.2. Magnetostatyka 15
1.3. Równania Maxwella 17
1.3.1. Postać całkowa 17
1.3.2. Postać różniczkowa i zespolona 21
1.4. Polaryzacja elektryczna i magnetyczna. Rodzaje
ośrodków 22
2. FALA PŁASKA 27
2.1. Wyprowadzenie równania falowego dla próżni 27
2.2. Postać ogólna równania falowego. Fala płaska w dielektryku
stratnym 33
2.3. Fala płaska w przewodniku. Zjawisko naskórkowości 36
2.4. Polaryzacja fali płaskiej 40
3. ZALEŻNOŚCI ENERGETYCZNE W POLU ELEKTROMAGNETYCZNYM 43
3.1. Energia magazynowana w polu elektrycznym i magnetycznym 43
3.2. Twierdzenie Poyntinga 44
3.3. Moc pochłaniana przez dobry przewodnik 48
4. FALE NA GRANICY DWÓCH OŚRODKÓW 50
4.1. Warunki brzegowe dla pól elektromagnetycznych 50
4.2. Fala padająca prostopadle na granicę dwóch ośrodków 54
4.3. Fala padająca ukośnie na granicę dwóch ośrodków 63
5. LINIE TRANSMISYJNE TEM 73
5.1. Rodzaje linii transmisyjnych 73
5.2. Równania linii transmisyjnej 74
5.3. Linia transmisyjna jako czwórnik 79
5.4. Parametry jednostkowe linii transmisyjnych 80
5.5. Linie bezstratne 82
5.5.1. Parametry linii bezstratnych 82
5.5.2. Linia nieskończona 83
5.5.3. Przypadek og6lny linii o skończonej długości 84
5.5.4. Linia zwarta na końcu 88
5.5.5. Linia rozwarta na końcu 88
5.5.6. Połączenie dwóch linii transmisyjnych 91
5.5.7. Transformator ćwierćfalowy 92
5.5.8. Analiza niedopasowania generatora i obciążenia 94
5.6. Model linii transmisyjnych dla ośrodków wielowarstwowych 97
5.7. Linie transmisyjne stratne 100
5.7.1. Linia niezniekształcająca 103
5.7.2. Linia stratna obciążona 104
5.8. Wykres Smitha 109
5.9. Analiza czasowa przebiegów w linii transmisyjnej 113
5.10. Uwagi praktyczne dotyczące stosowania linii transmisyjnych 115
6. PODSTAWY TECHNIKI MIKROFALOWEJ 119
6.1. Rodzaje falowodów 119
6.2. Zarys analizy falowodów 121
6.3. Podstawowe parametry falowodów 123
6.4. Bierne podzespoły falowodowe 124
6.5. Kuchenka mikrofalowa 126
7. WSTĘP DO TECHNIKI ANTENOWEJ 129
7.1. Antena jako źródło promieniowania 129
7.2. Potencjały 132
7.3. Dipol idealny 135
7.4. Parametry anten 144
7.4.1. Charakterystyka promieniowania 144
7.4.2. Kierunkowość 149
7.4.3. Zysk energetyczny 153
7.4.4. Impedancja wejściowa 156
7.4.5. Szerokość pasma pracy 160
7.4.6. Apertura maksymalna i powierzchnia skuteczna 161
7.4.7. Polaryzacja anteny 164
7.4.8. Długość skuteczna 165
7.4.9. Zastępcza temperatura szumowa i współczynnik przydatności 166
7.5. Zasada wzajemności 168
7.6. Antena w torze radiowym 172
8. PROSTE STRUKTURY PROMIENIUJĄCE 176
8.1. Dipol krótki 176
8.2. Dipol półfalowy 178
8.3. Anteny nad doskonale przewodzącą płaszczyzną
(ziemią doskonałą) 181
8.4. Unipole 184
8.5. Małe anteny pętlowe 186
9. ANTENY PROSTOLINIOWE 193
9.1. Dipole 193
9.1.1. Dipole proste 193
9.1.2. Dipol pętlowy 202
9.2. Zasilanie anten prostoliniowych 206
9.2.1. Dopasowanie impedancyjne 206
9.2.2. Symetryzacja 209
9.3. Anteny Yagi 214
9.4. Anteny nad ziemią rzeczywistą 219
10. UKŁADY ANTENOWE 225
10.1. Współczynnik układu dla układów liniowych 225
10.2. Sterowanie wiązką główną i układy fazowane 236
10.3. Zjawisko superkierunkowości 239
10.4. Zasada przemnażania charakterystyk 240
10.5. Impedancja wzajemna 241
11. PRZEGLĄD NAJCZĘŚCIEJ STOSOWANYCH ANTEN 248
11.1. Duże anteny pętlowe 248
11.2. Anteny z falą bieżącą 252
11.3. Anteny szerokopasmowe 256
11.3.1. Anteny śrubowe (helikalne) 256
11.3.2. Anteny dwustożkowe 262
11.3.3. Anteny spiralne 269
11.3.4. Anteny logarytmicznie periodyczne 273
11.4. Anteny aperturowe 280
11.4.1. Promieniowanie apertury prostokątnej i kołowej 280
11.4.2. Anteny tubowe 285
11.4.3. Anteny reflektorowe , 286
11.5. Anteny szczelinowe 294
11.6. Anteny mikropaskowe 302
11.6.1. Stosowane struktury i metody zasilania 302
11.6.2. Modele analityczne 307
11.7. Anteny soczewkowe 312
12. ANTENY W SYSTEMACH RADIOKOMUNIKACYJNYCH 317
12.1. Nadawcze i odbiorcze anteny RTV 317
12.1.1. Anteny na zakres fal długich i średnich 317
12.1.2. Anteny na zakres fal krótkich 321
12.1.3. Nadawcze anteny TV i UKF 327
12.1.4. Odbiorcze anteny TV i UKF 330
12.2. Anteny w łączach mikrofalowych 334
12.3. Anteny w radiokomunikacji ruchomej lądowej 343
12.3.1. Anteny stacji bazowych 344
12.3.2. Anteny terminali ruchomych 358
12.4. Uwagi praktyczne dotyczące montażu i konserwacji anten 362
13. PROPAGACJA FAL RADIOWYCH 365
13.1. Klasyfikacja sposobów rozchodzenia się fal 365
13.2. Podstawowe zależności propagacyjne 367
13.2.1. Propagacja w wolnej przestrzeni 367
13.2.2. Strefy Fresnela 368
13.2.3. Kryterium Rayleigha 369
13.3. Rozchodzenie się fali przyziemnej 370
13.3.1. Fala powierzchniowa 370
13.3.2. Przypadek dwóch anten podniesionych 373
13.4. Wpływ troposfery na rozchodzenie się fal radiowych 376
13.5. Wpływ jonosfery na rozchodzenie się fal radiowych 383
13.6. Rozchodzenie się fal radiowych w różnych zakresach częstotliwości 394
13.6.1. Rozchodzenie się fal długich, średnich i pośrednich 394
13.6.2. Rozchodzenie się fal krótkich 396
13.6.3. Rozchodzenie się fal ultrakrótkich i mikrofal 400
13.7. Projektowanie systemów radiokomunikacyjnych 403
13.7.1. Pojęcia podstawowe 403
13.7.2. Modele propagacyjne 405
14. POMIARY ANTEN 410
14.1. Wprowadzenie 410
14.2. Charakterystyka promieniowania 411
14.3. Zysk energetyczny 413
14.4. Impedancja wejściowa i WFS 415
14.5. Pomiary zmniejszonych modeli anten 417
15. KOMPATYBILNOŚĆ ELEKTROMAGNETYCZNA 419
15.1. Zakres badań kompatybilności elektromagnetycznej 419
15.2. Kompatybilność systemów radiokomunikacyjnych 421
15.3. Działanie prądu elektrycznego na organizm ludzki i BHP podczas pracy z urządzeniami pod napięciem 425
15.4. Wpływ pola elektromagnetycznego na organizm człowieka 431
15.5. Ochrona przed promieniowaniem i obowiązujące przepisy BHP i ochrony środowiska 438
15.6 Zasady bezpiecznego korzystania z urządzeń radiokomunikacyjnych 450
DODATEK 458
SŁOWNIK POLSKO-ANGIELSKI 504
SŁOWNIK ANGIELSKO-POLSKI 509
SKOROWIDZ 514
Informacje o bezpieczeństwie produktu Informacje o producencie