Теорія поля
Метою курсу є ознайомлення з фундаментальними закономірностями теорії поля, які базуються на системі рівнянь електромагнетизму, а також створення необхідної бази для цілого ряду подальших лекційних курсів у програмі підготовки бакалаврів електроніки.
Особливістю методу викладання матеріалу в даному курсі на відміну від загальноприйнятих курсів фізики, де теорія поля розглядається на основі узагальнення окремих експериментальних фактів, є шлях від загального до часткового – від фундаментальних рівнянь електродинаміки до розв’язку окремих задач, що формують основні моделі теорії електромагнітного поля, що використовуються в електронній техніці. Особливістю підбору матеріалу курсу є спрямованість на підготовку фахівців з електронної техніки.
ОСНОВНІ РІВНЯННЯ ЕЛЕКТРОМАГНІТНОГО ПОЛЯ: рівняння Максвелла, рівняння неперервності, рівняння балансу енергії, граничні умови для електричного і магнітного поля.
СТАЦІОНАРНІ ЕЛЕКТРИЧНІ І МАГНІТНІ ПОЛЯ: типи і принципи розв’язку задач електростатики, самоузгоджені задачі, чисельне інтегрування рівняння Лапласа, принципи розрахунку стаціонарних магнітних полів, квазістаціонарні поля.
ЗМІННІ ПОЛЯ, ХВИЛЬОВІ ПРОЦЕСИ: хвильові рівняння для електромагнітних процесів, гармонічні хвилі, їх основні параметри, дисперсія, плоска електромагнітна хвиля у необмеженому середовищі, поляризація; хвилі в довгих лініях, стоячі хвилі, розподіл амплітуд струму і напруги вздовж лінії, трансформація опорів вздовж лінії, режими роботи лінії.
ХВИЛІ БІЛЯ ГРАНИЦІ РОЗДІЛУ СЕРЕДОВИЩ: відбивання і проходження хвиль, стоячі хвилі над відбиваючою поверхнею, проходження хвилі через шар речовини, просвітлюючі шари, властивості багатошарових структур, фільтри, дзеркала. повне проходження, повне внутрішнє відбивання, відбивання від ідеального та реального металу, метод розрахунку втрат енергії у металах.
ХВИЛІ У ХВИЛЕВОДАХ: загальні закономірності, дисперсія, типи хвиль, прямокутний хвилевод, хвилеводні моди, коаксіальний хвилевод, діелектричні хвилеводи, їх різновиди, смужкові хвилеводи, збудження хвилеводів.
РЕЗОНАТОРИ: загальні властивості, види резонаторів, умова резонансу, резонансні моди, розрахунок резонансних частот, добротність резонаторів,
МОДЕЛЮВАННЯ ХВИЛЕВОДНИХ ЕЛЕМЕНТІВ: можливість і необхідні умови використання схемних моделей, еквівалентний хвильовий опір, зчленування хвилеводів, найпростіші хвилеводні елементи, їх схемні моделі, принципи матричного аналізу хвилеводних пристроїв, матриця розсіювання.
