Vysoké frekvence a mikrovlny

Podobné dokumenty
Rovinná harmonická elektromagnetická vlna

Základní otázky pro teoretickou část zkoušky.

Jaký význam má kritický kmitočet vedení? - nejnižší kmitočet vlny, při kterém se vlna začíná šířit vedením.

Zvyšování kvality výuky technických oborů

PB169 Operační systémy a sítě

Elektromagnetické pole, vlny a vedení (A2B17EPV) PŘEDNÁŠKY

Teoretická elektrotechnika - vybrané statě

Mgr. Jan Ptáčník. Elektrodynamika. Fyzika - kvarta! Gymnázium J. V. Jirsíka

Základní otázky ke zkoušce A2B17EPV. České vysoké učení technické v Praze ID Fakulta elektrotechnická

Mikrovlny. K. Kopecká*, J. Vondráček**, T. Pokorný***, O. Skowronek****, O. Jelínek*****

Elektromagnetický oscilátor

c) vysvětlení jednotlivých veličin ve vztahu pro okamžitou výchylku, jejich jednotky

3 Z volného prostoru na vedení

ELT1 - Přednáška č. 6

FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM FJFI ČVUT V PRAZE. Mikrovlny

Theory Česky (Czech Republic)

Elektromagnetické kmitání

Elektromagnetismus. - elektrizace třením (elektron = jantar) - Magnetismus magnetovec přitahuje železo zřejmě první záznamy o používání kompasu

Měření hustoty plazmatu interferometrickou metodou na Tokamaku GOLEM.

Skalární a vektorový popis silového pole

Vyšší odborná škola a Střední průmyslová škola elektrotechnická Božetěchova 3, Olomouc Laboratoře elektrotechnických měření

Šíření tepla. Obecnéprincipy

Elektřina a magnetizmus - elektrické napětí a elektrický proud

E K O G Y M N Á Z I U M B R N O o.p.s. přidružená škola UNESCO

ELEKTROMAGNETICKÉ KMITÁNÍ A VLNĚNÍ POJMY K ZOPAKOVÁNÍ. Testové úlohy varianta A

Základy elektrotechniky 2 (21ZEL2) Přednáška 1

4 DIELEKTRICKÉ OBVODY ZÁKLADNÍ POJMY DIELEKTRICKÝCH OBVODŮ Základní veličiny a zákony Sériový a paralelní

Optika. Co je světlo? Laser vlastnosti a využití. Josef Štěpánek Fyzikální ústav MFF UK

Elektřina a magnetizmus magnetické pole

FYZIKA Elektromagnetické vlnění

Profilová část maturitní zkoušky 2017/2018

Příklady: 31. Elektromagnetická indukce

PSK1-15. Metalické vedení. Úvod

4.7 Planární širokopásmové antény

11. Jaké principy jsou uplatněny při modulaci nosné vlny analogovým signálem? 12. Čím je charakteristické feromagnetikum?

Technologie a procesy sušení dřeva

PROCESY V TECHNICE BUDOV 12

1. Dva dlouhé přímé rovnoběžné vodiče vzdálené od sebe 0,75 cm leží kolmo k rovine obrázku 1. Vodičem 1 protéká proud o velikosti 6,5A směrem od nás.

Elektrický signál - základní elektrické veličiny

Fakulta biomedic ınsk eho inˇzen yrstv ı Teoretick a elektrotechnika Prof. Ing. Jan Uhl ıˇr, CSc. L eto 2017

Jaký obraz vytvoří rovinné zrcadlo? Zdánlivý, vzpřímený, stejně velký. Jaký obraz vytvoří vypuklé zrcadlo? Zdánlivý, vzpřímený, zmenšený

Laserová technika prosince Katedra fyzikální elektroniky.

Fyzika II, FMMI. 1. Elektrostatické pole

Řešení: Nejdříve musíme určit sílu, kterou působí kladka proti směru pohybu padajícího vědra a napíná tak lano. Moment síly otáčení kladky je:

Elektromagnetické vlnění

elektrické filtry Jiří Petržela filtry založené na jiných fyzikálních principech

ZÁKLADY DATOVÝCH KOMUNIKACÍ

FYZIKA II. Petr Praus 9. Přednáška Elektromagnetická indukce (pokračování) Elektromagnetické kmity a střídavé proudy

NESTACIONÁRNÍ MAGNETICKÉ POLE. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Elektřina a magnetismus - 3. ročník

4. V jednom krychlovém metru (1 m 3 ) plynu je 2, molekul. Ve dvou krychlových milimetrech (2 mm 3 ) plynu je molekul

Okruhy, pojmy a průvodce přípravou na semestrální zkoušku v otázkách. Mechanika

Téma: Účinnost různých způsobů ohřevu vody

Přenos dat v počítačových sítích

Základy magnetohydrodynamiky. aneb MHD v jedné přednášce?! To si snad děláte legraci!

Magnetické pole - stacionární

Název: II.FYZIKÁLNÍ TESTY SOUHRNNÉ OPAKOVÁNÍ VY_52_INOVACE_F2.19. Vhodné zařazení: Časová náročnost: 45 minut Ověřeno:

STACIONÁRNÍ MAGNETICKÉ POLE. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Elektřina a magnetismus - 3. ročník

ZÁKLADY DATOVÝCH KOMUNIKACÍ

Interakce ve výuce základů elektrotechniky

Fyzika 2 - rámcové příklady Magnetické pole - síla na vodič, moment na smyčku

Měřená veličina. Rušení vyzařováním: magnetická složka (9kHz 150kHz), magnetická a elektrická složka (150kHz 30MHz) Rušivé elektromagnetické pole

HODNOCENÍ EXPOZICE V OKOLÍ ZÁKLADNOVÝCH STANIC MOBILNÍCH OPERÁTORŮ. Ing. Pavel BUCHAR elmag@szu.cz

ČÁST TŘETÍ KONTROLNÍ OTÁZKY

Přehled veličin elektrických obvodů

6. Elektromagnetické záření

Princip. Měrná elektrická. (konduktivita) Výhody odporového ohřevu. Závislost měrné elektrické vodivosti na teplotě = (1/R) (L/A)

3.1 Magnetické pole ve vakuu a v látkovén prostředí

ELEKTRICKÉ ZDROJE TEPLA

Vlnovod, HMIO, SIW, přechody vedení, koplanární vlnovod, finline, CST MWS,

Stacionární magnetické pole Nestacionární magnetické pole

Elektrodynamika, elektrický proud v polovodičích, elektromagnetické záření, energie a její přeměny, astronomie, světelné jevy

Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/ Bc. Karel Hrnčiřík

Přenosová média KIV/PD Přenos dat Martin Šimek

Fyzikální vzdělávání. 1. ročník. Učební obor: Kuchař číšník Kadeřník. Implementace ICT do výuky č. CZ.1.07/1.1.02/ GG OP VK

Učební texty z fyziky 2. A OPTIKA. Obor zabývající se poznatky o a zákonitostmi světelných jevů. V posledních letech rozvoj optiky vynález a využití

Fyzika, maturitní okruhy (profilová část), školní rok 2014/2015 Gymnázium INTEGRA BRNO

Testové otázky za 2 body

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY ŠTĚRBINOVÁ ANTÉNNÍ ŘADA NA BÁZI VLNOVODU INTEGROVANÉHO DO SUBSTRÁTU

Vzájemné silové působení

Přehled základních vztahů pro předmět Vysokofrekvenční a mikrovlnná technika

Využití komplementarity (duality) štěrbiny a páskového dipólu M

SIW ŠTĚRBINOVÁ ANTÉNA

Obvody pro perspektivní kmitočtová pásma

Ultrazvuková defektoskopie. Vypracoval Jan Janský

25 ELEKTROMAGNETICKÉ VLNĚNÍ

Fyzika 6. ročník. přesahy, vazby, mezipředmětové vztahy průřezová témata. témata / učivo. očekávané výstupy RVP. očekávané výstupy ŠVP

SEZNAM ÚVOD...9 TEORETICKÁ ČÁST...11

11. Polovodičové diody

Ochrana obalem před změnami teploty a úloha obalu při tepelných procesech v technologii potravin. Sdílení tepla sáláním. Balení pro mikrovlnný ohřev

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ PRŮVODCE GB01-P05 MECHANICKÉ VLNĚNÍ

FYZIKA II. Marek Procházka 1. Přednáška

Obecná vlnová rovnice pro intenzitu elektrického pole Vlnová rovnice mimo oblast zdrojů pro obecný časový průběh veličin Vlnová rovnice mimo oblast

Přenosová média. rek. Petr Grygárek Petr Grygárek, FEI VŠB-TU Ostrava, Počítačové sítě (Bc.) 1

Elektrodynamika, elektrický proud v polovodičích, elektromagnetické záření, energie a její přeměny, astronomie

Vzdělávací oblast: Člověk a příroda Vyučovací předmět: Fyzika Ročník: 9.

Fyzikální terapie III

České vysoké učení technické v Praze Fakulta elektrotechnická Katedra elektroenergetiky. Komunikace po silových vedeních Úvod do problematiky

Anténa s dielektrickou tyčí. Dielectric rod antenna

24. Elektromagnetické kmitání a vlnění

Audio/Video po Cat5 kabelech

Transkript:

Vysoké frekvence a mikrovlny

Osnova Úvod Maxwellovy rovnice Typy mikrovlnného vedení Použití ve fyzice plazmatu

Úvod Mikrovlny jsou elektromagnetické vlny o vlnové délce větší než 1mm a menší než 1m, což odpovídá frekvencím 300GHz resp. 300MHz elmag. záření o větší frekvenci (kratší vlnové délce) jsou Terahertzové vlny, vlny s delšími vlnovými délkami jsou radiové vlny dělení na milimetrové, centimetrové a decimetrové vlny teoretický popis elmag. záření vytvořil J.C. Maxwell (1886) experimentálně potvrdil H.Hertz (1888), sestavil aparaturu, která produkovala a detekovala mikrovlny

Úvod

Úvod Soustředěné parametry Rozměry obvodu jsou alespoň o dva řády menší než je délka vlny, která jím prochází signál se šíří nekonečnou rychlostí, tj. ve stejném čase je všude stejná hodnota signálu Při studiu obvodů se soustředěnými parametry mají základní význam veličin jako jsou napětí a proud. Při řešení obvodů se pak také využívá Kirchhoffových zákonů.

Úvod Rozložené parametry Délka vlny je srovnatelná s délkou obvodu. Výpočty obvodů s rozloženými parametry se provádí řešením Maxwellových rovnic a z nich odvozenými vlnovými rovnicemi je třeba znát elektromagnetické pole, přesněji jeho elektrickou a magnetickou složku a s nimi vázanou impedanci. Jen studie prostorově-časová konfigurace těchto polí umožňuje popsat toky elektromagnetického výkonu. V pásmech kolem stovek MHz se mohou oba typy obvodů prolínat. Obvody velmi vysokých frekvencí můžeme považovat za elektrické obvody s rozloženými parametry. PŘ: Rozvodná síť v Rusku

Maxwellovy rovnice Ampérův zákon Faradaův zákon (Elmag. Indukce) Gaussův zákon (Elektřina) Gaussův zákon (Magnetismus)

Vlnová rovnice

Typy vln ve vlnovodu Elektrické vlny (E-vlny) neboli transverzálně-magnetické vlny (TM-vlny) E z 0, H z = 0 podélná složka magnetického pole je nulová Magnetické vlny (H-vlny) neboli transverzálně-elektrické vlny (TE-vlny) H z 0, E z = 0 podélná složka elektrického pole je nulová Transverzálně elektromagnetické vlny (TEM vlny) E z = 0 i H z = 0 mohou se šířit pouze ve vybraných typech vlnovodů dvou a vícevodičových vlnovodech

Typy vlnovodů

Dvojlinka tzv. Lecherovo vedení přenáší metrové vlny při zvyšování frekvence rostou ztráty vyzařováním, protože je to otevřené vedení energie se šíří mezi vodiči snadno ovlivnitelné vnějšími poli Siločáry magnetického pole Vektory magnetické indukce

Vlnovod slouží k přenosu vysokofrekvenční energie s malými ztrátami ve VF a MW technice se používají převážně vícevidové vlnovody, tj. kovové trubky obdélníkového nebo kruhové průřezu, případně H nebo PI vlnovody vede elmag. vlnění až od kritické frekvence, vlnění nižší frekvence do vlnovodu nevstoupí ve vlnovodech se šíří vidy TE a TM, vid TEM ne kritická frekvence a pásmo jednovidovosti závisí na rozměrech materiály jsou mosaz, měď, hliník

Pravoúhlý vlnovod

Pravoúhlý vlnovod řešení vlnové rovnice E - vlny H - vlny

Kruhový vlnovod

Kruhový vlnovod řešení vlnové rovnice E - vlny H - vlny

Koaxiální vedení přenáší decimetrové vlny výhodou je ohebnost, používá se na propojování vnitřní a vnější vodič jsou odděleny dielektrickou vrstvou vně není elmag. pole nedá se ovlivnit vnějším polem obecně je pásmo použitelnosti shora ohraničeno mezní frekvencí dominantního vlnovodového vidu TE 11, jehož šíření ve vlnovodu je nežádoucí typická impedance je 50 a 75 speciální typy koaxiálů přenáší i milimetrové vlny

Koaxiální vedení

Mikropáskové vedení snadno se vyrábí a osazuje součástkami dielektrická destička vyrobená ze substrátu (teflon, laminát) s kovovým proužkem navrchu, spodní část destičky je pokovená šíří se po něm vlna podobná TEM, ale s rostoucí frekvencí přibývají složky E a H i ve směru šíření tzv. kvazi TEM elmag. pole se šíří vzduchem i dielektrickým substrátem destičky

Mikrovlny a fyzika plazmatu Mikrovlnné plazma - Bezelektrodové čisté - Velké rozměry, relativně homogenní - Hoří za různých tlaků za nízkého tlaku i za atmosféry - (Nízké pořizovací náklady) Diagnostika plazmatu Mikrovlnná interferometrie, EPR diagnostika Základní a aplikovaný výzkum - Urychlovač částic lineární, kruhový - Zažehnutí fúze přihřívání plazmatu 100GHz - Radiometrie v astronomii - Dálkový průzkum země