Рекомендуем

Распространение радиоволн и антенны спутниковых систем связиСомов А.М. Распространение радиоволн и антенны спутниковых систем связи
Электродинамика и распространение радиоволнПетров Б.М. Электродинамика и распространение радиоволн
Основы телевизионного вещания со спутниковБадялик В.П. Основы телевизионного вещания со спутников

Книга

Устройства СВЧ и малогабаритные антенны

Учебное пособие для вузов. Под ред. А.М. Сомова
2012 г.
440 стр.
Тираж 500 экз.
Формат 60х90/16 (145x215 мм)
Исполнение: в мягкой обложке
ISBN 978-5-9912-0255-8
ББК 32.884.1
УДК 621.396.946
Гриф УМО
Допущено УМО по информационной безопасности в качестве учебного пособия для студентов, обучающихся по специализациям специальностей 090302 – «Информационная безопасность телекоммуникационных систем» и 090201 – «Противодействие техническим разведкам»
Аннотация
Изложены общие положения теории электромагнитных волн и устройств СВЧ, рассмотрены различные линии передачи, включая волноводы прямоугольного и круглого сечения, коаксиальные и микрополосковые линии, указаны способы согласования их сопротивлений. Также рассмотрены объемные резонаторы, построенные на основе линий питания, и элементы СВЧ. В завершении рассмотрены различные виды малогабаритных микрополосковых антенн СВЧ. Для студентов, обучающихся по специальностям "Информационная безопасность телекоммуникационных систем", "Противодействие техническим разведкам", направлению подготовки "Информационная безопасность" (профиль "Безопасность телекоммуникационных систем"), аспирантов и специалистов в области инфокоммуникаций и защиты информации.

Оглавление

Введение

1. Общие положения теории электромагнитных волн
1.1. Векторы электромагнитного поля. Макроскопические параметры среды. Уравнение непрерывности
1.1.1. Поле электрического заряда
1.1.2. Теорема Гаусса
1.1.3. Принцип суперпозиции и поле системы точечных зарядов
1.1.4. Поле электрического диполя
1.1.5. Электрическое поле объемных зарядов
1.1.6. Электрическое поле в диэлектрике
1.1.7. Электрическое поле в проводящей среде
1.1.8. Энергия электростатического поля
1.1.9. Магнитное поле постоянного тока
1.1.10. Закон полного тока
1.1.11. Электромагнитная индукция
1.1.12. Энергия магнитного поля
1.2. Система уравнений Максвелла
1.3. Граничные условия для векторов поля
1.3.1. Граничные условия на разделе двух сред
1.3.2. Граничные условия на поверхности идеального проводника
1.4. Электрическая и магнитная энергия. Баланс энергии электромагнитного поля
1.5. Метод комплексных амплитуд. Комплексная проницаемость. Уравнения монохроматического поля
1.6. Решение волновых уравнений при заданных источниках возбуждения поля
1.7. Эквивалентные источники электромагнитного поля. Принцип Гюйгенса-Френеля
1.8. Лемма Лоренца. Теорема взаимности
1.8.1. Лемма Лоренца для ограниченных и неограниченных объемов
1.8.2. Теорема взаимности для элементарных вибраторов
Вопросы к главе 1

2. Основы теории устройств СВЧ
2.1. Направляющие системы. Классификация направляемых волн
2.2. Волновые числа. Фазовая и групповая скорость. Дисперсия
2.3. Типы волн в волноведущих линиях СВЧ
2.4. Концепция парциальных волн
2.5. Теорема Флоке
2.6. Пространственные гармоники
2.7. Бегущая волна. Быстрые и медленные волны
2.7.1. Бегущая волна
2.7.2. Быстрые и медленные волны
2.8. Импедансные граничные условия
2.8.1. Приближенные граничные условия Леонтовича
2.8.2. Применение импедансных граничных условий в теории поверхностных волн
2.8.3. Усредненные граничные условия
2.8.4. Двусторонние граничные условия импедансного типа
2.9. Затухание направляемых волн
2.9.1. Затухание, обусловленное потерями в заполняющей линию среде
2.9.2. Затухание, вызванное потерями в металлических элементах линии передачи
2.10. Теория эквивалентных линий
2.10.1. Эквивалентные токи и напряжение
2.10.2. Волновое сопротивление волноводных элементов
2.10.3. Четные и нечетные свойства входного сопротивления
2.11. Теорема Фостера
2.12. Матрица волновых сопротивлений многополюсника
2.12.1. Симметрия матрицы волновых сопротивлений
2.12.2. Реактивная природа матрицы волновых сопротивлений для случая многополюсника без потерь
2.12.3. Нормированные матрицы волновых сопротивлений и проводимостей
2.13. Матрица рассеяния многополюсника
2.13.1. Симметричная матрица рассеяния
2.13.2. Матрица рассеяния многополюсника в случае отсутствия потерь
2.13.3. Матрица рассеяния четырехполюсника
2.14. Матрица передачи многополюсника
2.14.1. Матрица передачи по напряжению и току
2.14.2. Матрица передачи по амплитуде
2.14.3. Обобщенная матрица рассеяния для волн мощности
2.15. Связанные контуры
2.15.1. Понятие связанного контура. Виды связанных контуров
2.15.2. Схемы замещения связанных контуров
2.15.3. Настройка связанных контуров
2.15.4. Частотные характеристики связанных контуров
Вопросы к главе 2

3. Линии передачи СВЧ
3.1. Основные параметры линий СВЧ
3.2. Коаксиальные линии
3.2.1. Конструкция и виды коаксиальных линий
3.2.2. T-волна в коаксиальной линии
3.2.3. Другие волны в коаксиальной линии
3.3. Конструкция и виды волноводов
3.4. Волноводы прямоугольного поперечного сечения
3.4.1. Волны типа H в прямоугольных волноводах
3.4.2. Волна H10 в прямоугольном волноводе
3.4.3. Мощность, переносимая волной H10
3.4.4. Токи на стенках прямоугольного волновода с волной H10
3.4.5. Эквивалентная длинная линия
3.4.6. Излучающие и неизлучающие щели в прямоугольном волноводе с волной H10
3.4.7. Волны типа E в прямоугольных волноводах
3.5. Волноводы круглого поперечного сечения
3.5.1. E-волны в волноводах круглого сечения
3.5.2. H-волны в волноводах круглого сечения
3.5.3. Применение круглых волноводов
3.6. Радиальные волноводы
3.7. Энергетические потери в волноводах
3.8. Возбуждение электромагнитных волн в волноводах
3.8.1. Возбуждение прямоугольного и круглого волноводов
3.8.2. Возбуждение радиального волновода элементом Гюйгенса
3.8.3. Возбуждение радиального волновода рупорным облучателем
3.9. Планарные линии с неоднородным заполнением
3.9.1. Квазистатический метод
3.9.2. Высокочастотный способ расчета или полноволновый метод
3.10. Полосковые линии
3.10.1. Симметричная полосковая линия
3.10.2. Расчет микрополосковых линий
3.10.3. Потери в микрополосковой линии
3.10.4. Частотные свойства микрополосковой линии
3.10.5. Другие типы микрополосковых линий
3.11. Копланарные и связанные линии
3.11.1. Компланарные линии
3.11.2. Связанные линии
3.12. Линии щелевого типа
3.13. Замедляющие системы
3.13.1. Общие свойства замедляющих систем
3.13.2. Коэффициент замедления и длина замедленной волны
3.13.3. Сопротивление связи замедляющей системы
3.13.4. Энергия поля в ячейке замедляющей системы
Вопросы к главе 3

4. Объёмные резонаторы
4.1. Простые объемные резонаторы
4.1.1. Прямоугольный объемный резонатор
4.1.2. Цилиндрический объемный резонатор
4.1.3. Коаксиальный объемный резонатор
4.2. Добротность объемных резонаторов
4.2.1. Собственная добротность объемного резонатора
4.2.2. Добротность нагруженного объемного резонатора
4.2.3. Влияние добротности на свойства резонатора
4.3. Эквивалентные параметры объемных резонаторов
4.4. Объемные резонаторы сложной формы
4.5. Возбуждение объемных резонаторов
Вопросы к главе 4

5. Элементы СВЧ и вопросы согласования сопротивлений
5.1. Элементы цепей СВЧ с распределенными параметрами
5.1.1. Микрополосковая линия, разомкнутая на конце
5.1.2. Щель
5.1.3. Ступенька
5.1.4. Крестообразное соединение шлейфов
5.1.5. Другие виды неоднородностей
5.2. Виды соединений линий СВЧ
5.2.1. Изгиб
5.2.2. Т-образное соединение
5.3. Вопросы согласования и трансформации волновых сопротивлений в цепях СВЧ. Виды согласующих элементов
5.3.1. Четвертьволновый трансформатор
5.3.2. Теория малых отражений
5.3.3. Приближенная теория многосекционных четвертьволновых трансформаторов
5.3.4. Биноминальный трансформатор
5.3.5. Чебышевский трансформатор
5.3.6. Метод точного расчета трансформатора Чебышева
5.3.7. Плавные переходы
5.4. Элементы волноводных трактов
5.4.1. Волноводные поляризаторы
5.4.2. Волноводные селекторы поляризации
5.4.3. Согласованные нагрузки
5.5. Устройства разделения диапазонов частот
5.6. Делители и сумматоры мощности
5.7. Направленные ответвители
5.7.1. Ответвители на связанных линиях
5.7.2. Шлейфный направленный ответвитель
5.7.3. Направленный ответвитель Ланге
5.7.4. Кольцевой гибридный направленный ответвитель
5.8. Примеры построения волноводных трактов антенных решеток
Вопросы к главе 5

6. Микрополосковые антенны
6.1. Общие сведения о микрополосковых антеннах
6.2. Узкополосные микрополосковые антенны
6.2.1. Ленточный микрополосковый вибратор
6.2.2. Щелевая микрополосковая антенна
6.2.3. Двумерные микрополосковые излучатели
6.2.4. Микрополосковые антенны круговой поляризации
6.3. Широкополосные микрополосковые антенны
6.3.1. Расширение рабочей полосы частот микрополосковых антенн
6.3.2. Антенна Вивальди
6.4. Микрополосковые антенны вытекающих волн
6.4.1. Типы волн в микрополосковых антеннах вытекающих волн
6.4.2. Режимы распространения в микрополосковых антеннах вытекающих волн
6.4.3. Методы расчета импедансных структур периодических микрополосковых антенн вытекающих волн
6.4.4. Примеры микрополосковых антенн вытекающих волн
6.5. Одно- и многоканальные микрополосковые антенны
Вопросы к главе 6

Приложение 1. Коаксиальные кабели

Приложение 2. СВЧ волноводы
П2.1. Волноводы жесткой конструкции
П2.2. Гибкие волноводы

Список обозначений

Список сокращений

Литература