Tài liệu Lý thuyết trường điện từ: Dẫn sóng và bức xạ ppt

Lý thuyt trng đin t Dn sóng & bc x Dn sóng & bc x 2 Ni dung 1. Gii thiu 2. Gii tích véct 3. Lut Coulomb & cng đ đin trng 4. Dch chuyn đin, lut Gauss & đive 5. Nng lng & đin th 6. Dòng đin & vt dn 7. in môi & đin dung 8. Các phng trình Poisson & Laplace 9. T trng dng 10. Lc t & đin cm 11. Trng bin thiên & h phng trình Maxwell 12. Sóng phng 13. Phn x & tán x sóng phng 14. Dn sóng & bc x Dn sóng & bc x 3 Dn sóng & bc x • Trng ca đng dây dài • Các kiu dn sóng c bn • Phân tích sóng phng ca dn sóng song phng • Phân tích dn sóng song phng bng phng trình sóng • Dn sóng ch nht • Dn sóng đin môi phng • Cáp quang • Các nguyên lý c bn ca anten Dn sóng & bc x 4 Trng ca đng dây dài (1) ++ ++ –––– + + –– + – + – + + –– ++ ++ –––– + + –– + – k E W H E ́ H I I 0 () jz s Vz Ve β − = 0 0 () j z s V Iz e Z β − = 0 /víi ZLC= 0 () j z s sx VV Ez e dd β − == 0 0 () jz s sy sz IV Hz K e bbZ β − === 00 1 ˆ Re{ } 2 bd zxsys P E H dxdy→= ∫∫ 00 0 ˆ 1 () ˆ 2 VV bd d bZ = 2 0 0 1 ˆ Re[ ] ˆ 2 2 ss V VI Z == Dn sóng & bc x 5 Trng ca đng dây dài (2) Vt dn ( c ) t t d b in môi (, ’, ) 'b C d ε = ' b GC d σ σ ε == ngoμi d LL b μ ≈= 2 c R b σ δ = 0 ' Ld Z Cb μ ε == Dn sóng & bc x 6 Trng ca đng dây dài (3) 2' ln( / ) C ba π ε = a b c in môi (, ’, ) Mt dn ( c ) Cao tn 2 'ln(/) GC ba σ πσ ε == ln 2 ngoμi b L a μ π = 111 2 c R ab πδσ ⎛⎞ =+ ⎜⎟ ⎝⎠ 11 , 22 trong ngoμi cc RR ab π δσ π δσ == 0 1 ln 2' ngoμi C L b Z a μ πε == Dn sóng & bc x 7 Trng ca đng dây dài (4) 2' ln( / ) C ba π ε = a b c in môi (, ’, ) Mt dn ( c ) Thp tn 2 'ln(/) GC ba σ πσ ε == 2 1 () trong c c l R S a σ σπ == 222 11 1 c R acb πσ ⎛⎞ =+ ⎜⎟ − ⎝⎠ 22 1 [( )] ngoμi c R cb σπ = − 2 22 22 22 11 4 ln 3 ln 24 4( ) bcc Lbc ab cb cb μ π ⎡⎤ ⎛⎞ =++ −+ ⎢⎥ ⎜⎟ ⎜⎟ −− ⎢⎥ ⎝⎠ ⎣⎦ Dn sóng & bc x 8 Trng ca đng dây dài (5) a in môi (, ’, ) Mt dn ( c ) a d Cao tn 1 '' () ln( / ) cosh ( / 2 ) Cad da da π επε − =≈2 1 cosh ( / 2 ) ln ( ) d L da ad a μ μ π π − =≈2 ngoμi 1 ' cosh ( / 2 ) GC da σ πσ ε − == 1 c R a π δσ = Dn sóng & bc x 9 Trng ca đng dây dài (5) a in môi (, ’, ) Mt dn ( c ) a d Thp tn 1 ' cosh ( / 2 ) C da π ε − = 1 cosh ( / 2 ) G da π σ − = 1 1 cosh ( / 2 ) 4 L da μ π − ⎡⎤ =+ ⎢⎥ ⎣⎦ 2 2 c R a π σ = Dn sóng & bc x 10 Dn sóng & bc x • Trng ca đng dây dài • Các kiu dn sóng c bn • Phân tích sóng phng ca dn sóng song phng • Phân tích dn sóng song phng bng phng trình sóng • Dn sóng ch nht • Dn sóng đin môi phng • Cáp quang • Các nguyên lý c bn ca anten [...]... Các ki u d n sóng c b n Phân tích sóng ph ng c a d n sóng song ph ng Phân tích d n sóng song ph ng b ng ph ng trình sóng D n sóng ch nh t D n sóng i n môi ph ng Cáp quang Các nguyên lý c b n c a anten D n sóng & b c x 15 Phân tích sóng ph ng c a d n sóng song ph ng (1) m kl m k2 2 m m m k D n sóng & b c x 0 ' ' r c n c 16 Phân tích sóng ph ng c a d n sóng song ph ng (2) kx kl kx V td n lý t ng TE, l... D n sóng & b c x 25 Phân tích sóng ph ng c a d n sóng song ph ng (11) cos cm m m cm k sin m m 1 vgm d d vgm m d d c 1 n n sin c m v pm kl c n sin n c m m m 2 1 2 cm m cm c sin n m D n sóng & b c x 26 D n sóng & b c x • • • • • • • • Tr ng c a ng dây dài Các ki u d n sóng c b n Phân tích sóng ph ng c a d n sóng song ph ng Phân tích d n sóng song ph ng b ng ph ng trình sóng D n sóng ch nh t D n sóng. .. a D n sóng & b c x 34 D n sóng ch nh t (2) y b x E xs E0 sin( H ys 0p 0 p y )e E0 sin( j 0p z 0 p y )e , 0p j 0p p b a y z b H zs c (0 p ) j 0p E0 cos( 0 p y )e j 0p z x p c nb a D n sóng & b c x 35 D n sóng & b c x • • • • • • • • Tr ng c a ng dây dài Các ki u d n sóng c b n Phân tích sóng ph ng c a d n sóng song ph ng Phân tích d n sóng song ph ng b ng ph ng trình sóng D n sóng ch nh t D n sóng i... cos 2 m 2 mx mx 1/2 1 E0 32 D n sóng & b c x • • • • • • • • Tr ng c a ng dây dài Các ki u d n sóng c b n Phân tích sóng ph ng c a d n sóng song ph ng Phân tích d n sóng song ph ng b ng ph ng trình sóng D n sóng ch nh t D n sóng i n môi ph ng Cáp quang Các nguyên lý c b n c a anten D n sóng & b c x 33 D n sóng ch nh t (1) 2 2 E ys x2 2 E ys x 2 E ys E ys H zs y2 2 E ys 2 m0 j 2 m0 c ( m 0) E ys m0 2... 10,3 GHz 2 2,1 f 20, 6 GHz D n sóng & b c x 21 Phân tích sóng ph ng c a d n sóng song ph ng (7) Ví d 2 Xét ng dây d n sóng song ph ng, kho ng cách gi a 2 m t d n là d = 1 cm, c i n y teflon v i ’r = 2,1 B c sóng c a sóng ho t ng là = 2 mm sóng lan truy n c? Có bao nhiêu ch cm m 2nd m 2.10 3 2 2,1.10.10 m 3 2 2,1.10 14,5 2 D n sóng & b c x 22 x Phân tích sóng ph ng c a d n sóng song ph ng (8) HW É kl...Các ki u d n sóng c b n (1) z d x y D n sóng & b c x 11 Các ki u d n sóng c b n (2) y a b x a d n2 n1 n2 n2 b D n sóng & b c x n1 a 12 Các ki u d n sóng c b n (3) I –– –––– –– – + E E + + ++ ++ + + + – + –––– –– k ́H WH z – ++ ++ + + I d x kl y kl kx kx D n sóng & b c x k kl 13 Các ki u d n sóng c b n (4) x HW É kl H kx E kl z TM TE kl kx kx kl D n sóng & b c x 14 D n sóng & b c x • • • •... nx V td n lý t ng W TM, l ch 0 D n sóng & b c x 17 Phân tích sóng ph ng c a d n sóng song ph ng (3) m k2 2 m k 0 ' ' r c n c Ph n x v i d ch pha 0 ho c kl md md kl kx Ph n x v i d ch pha 0 ho c md md 2m m m d D n sóng & b c x 18 Phân tích sóng ph ng c a d n sóng song ph ng (4) k2 m k ' r ' 0 m d k cos m m m k2 m kd 2 m m kl n c c m arccos 2 m m m m arccos k 1 m kd m c nd arccos 2 k 1 D n sóng & b c... & b c x m 2nd m c nd 2 19 Phân tích sóng ph ng c a d n sóng song ph ng (5) §Þnh nghÜa: cm m c nd m m m c nd k 1 n c m 2 c cm cm 2 n m kl 2 m 2 cm 1 m 2nd m 2 1 cm D n sóng & b c x 20 Phân tích sóng ph ng c a d n sóng song ph ng (6) Ví d 1 Xét ng dây d n sóng song ph ng, kho ng cách gi a 2 m t d n là d = 1 cm, c i n y teflon v i ’r = 2,1 Xác nh t n s ho t ng c a sóng nó m = 1 có th lan truy n ch c1... nguyên lý c b n c a anten D n sóng & b c x 27 Phân tích d n sóng song ph ng b ng ph 2 2 2 2 m 2 k Es , Es E ys x 2 k0 E s Es 2 2 dx 2 (k 2 k2 E ys z E ys d 2 f m ( x) k 2 E ys y ng trình sóng (1) 2 n /c kl k 2 E ys 2 E ys y2 E0 f m ( x)e 2 m ) f m ( x) 2 2 m m 0 0 j m z m d 2 f m ( x) 0 f m ( x) cos( m dx m x) 2 sin( D n sóng & b c x 2 m f m ( x) 0 m x) 28 Phân tích d n sóng song ph ng b ng ph ng trình sóng. .. m z ' E0 sin( D n sóng & b c x m m x )e j m z m 23 Phân tích sóng ph ng c a d n sóng song ph ng (9) E ys j E0 (e m x 2 jE0 sin( E y ( z, t ) m ej m x j m x )e j )e m m z ' E0 sin( ' Re[ E ys e j t ] E0 sin( n c m x )e m x ) cos( t j m z m z) 2 1 cm j| NÕu E ys z | j m cm ' E0 sin( E ( z, t ) m m x )e ' E0 sin( m z m x )e D n sóng & b c x m z cos t 24 Phân tích sóng ph ng c a d n sóng song ph ng (10) . sóng c bn • Phân tích sóng phng ca dn sóng song phng • Phân tích dn sóng song phng bng phng trình sóng • Dn sóng ch nht • Dn sóng. sóng c bn • Phân tích sóng phng ca dn sóng song phng • Phân tích dn sóng song phng bng phng trình sóng • Dn sóng ch nht • Dn sóng