Электрофизические характеристики сред распространения радиоволн

Лекция №14

Запишем полную систему уравнений Максвелла в дифференциальной форме:

,

,

,

.

Для гармонических колебаний в комплексной форме эта система была найдена в таком виде:

,

,

,

.

Запишем первое уравнение Максвелла таким образом:

.

Величину

,

называют комплексной диэлектрической проницаемостью, где – вещественная часть , а – её мнимая часть. Величина мнимой части зависит от удельной проводимости среды и частоты.

Некоторые типичные значения параметров и различных сред приведены в таблице 14.1.

Таблица 14.1

Среда
От	До	От	До
Морская вода Влажная земля Сухая земля Пресная вода		- -	0.66 10^-3 10^-5 10^-3	6.6 10^-2 4^.10^-4 5^.10^-3

Часто комплексную диэлектрическую проницаемость представляют в таком виде:

,

где величину называют углом электрических потерь, а величину – тангенсом угла потерь.

Тогда

, , .

Все среды можно разделить на три класса: диэлектрики, полупроводники и проводники. Для диэлектриков (или ). Для проводников . Полупроводники занимают промежуточное положение. Разделение на такие классы зависит от частоты . Из условия

,

можно найти граничную частоту

.

Очевидно, на низких частотах ниже граничной частоты преобладающим является ток проводимости, а на высоких, выше граничной частоты, ток смещения. На частотах среду можно считать диэлектриком.

Рассмотрим некоторые типичные среды:

1. Сухая почва. Для нее

.

Пусть , а ,
тогда .

Примечание:

Размерность удельной проводимости

.

Размерность емкости

.

Тогда .

Длина волны, которая соответствует полученной граничной частоте в вакууме (или в воздухе, ), равна

,

где - период колебаний волн граничной частоты, .

2. Влажная почва. Для нее примем

и .

Тогда

, (в вакууме).

3. Пресная вода.

,

.

4. Соленая морская вода.

,

.

5. Металл (медь).

,

.

Это очень высокая частота. Следует заметить, что световые колебания имеют порядок , т.е. в металлах токи проводимости в радиодиапазоне превышают токи смещения в тысячи раз. Также следует отметить, что точных данных о в металлах нет, т.к. эта константа в металлах трудно поддается измерению.

Дата добавления: 2014-01-20