목록A2_전자기학 & 전자장/Fundamentals of Electromagnetics - Ulaby (19)
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1. Introduction 여태 우리는 맥스웰 방정식에서 Source(특히 Current Source. J)가 없는 Homogeneous 상황을 다뤘고(아래식 참조). 해당 상황의 해중 가장 간단한 해인 Plane Wave 를 구했다. 하지만 이제는 우리는 Current Source로 등가회로화 할 수 있는 Antenna를 추가하여 HelmHoltz방정식을 풀 것이다. 2. 결말 미리보기 (1) 안테나에 가까운 주변의 장은 Near-Field라고 한다. 해당 지점에는 Intrinsic Impedance 또한 적용되지않는다. 해당 지점에서는 전자기장이 묶여있어서 Sinsoidal로 On/Off를 반복한다. 그래서 Loss가 없는 Ideal Inductor로 보인다. (2) 안테나에서 한 파장 이상만(정확..
Overview 09-A 안테나 전파공식 09-B The Hertzian Dipole 09-C Transmitter Antenna > Patern 09-D Transmitter Antenna > Efficiency 09-E Resonance 09-F Source ↔ Field Transformation reference Ulaby 교재, Stutzman -Antenna Thoery and Design
1. α는 2개가있다. (1) 도파관 내부 유전체의 σ성분에의한 attenuation constant (2) 도파관과 내부 유전체사이의 경곗값조건이 만족되지 않아. β = jα로 바뀜을통해서 생긴 propagation cutoff 성분 만약 위와같은 상황에서는 위와같이 바뀐다.
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1. 전반사의 종류(Smith Chart) : 유전체 사이에서 (n=substrate → 1 = free space) 전파가 이동할때, critical angle을 넘은 각도에서 입사시, 전반사가 일어난다. 이는 위와같이 η_Load (정확히는 η_2.TM or TE)가 jX와 같은 허수부만 존재해서라고 해석할 수 있다. * n과 1은 ε_r(상대유전율)을 의미한다. : 구체적으로는, sinθ_2>1이 되어서 cosθ_2가 복소수가 된다. 그러면 η_2.TM or TE가 복소수가 되는 것이다. ※ 참고로 이때, θ_1≤90º이므로 θ_2또한 상한선이 존재한다. 이제, (n→1) = 전반사 발생가능 상황과 , (1→n) =전반사 불가능 상황을 각각 TM or TE에 대해서 분석해보자. 2-1. 유전체 사이..
1. 복습 : 맥스웰 방정식 → 파동방정식 → 평면파 참고로 k또한 복소수일 수 있다. k에 대한 공식은 아래와 같이 유도될 수 있다. 2. Boudary Condition 3. Normal Reflection 4. Snell's Law 5. Oblique Reflection(Angular Reflection) : Wave Guide의 미시적 관점 분석 = Perpendicular, Parallel Reflection : Wave Guide의 거시적 관점 분석 = TE, TM Mode 5-1. Perpendicular(⊥) Reflection(= TE in waveguide의 미시적 분석) (1) 성분 분석 (2) E-field 분석 (3) H-field 분석 (4) Wave Impedance : Int..
1. 각도입사(Angle Incident) > 굴절(Refraction) > Snell's Refraction Law (1) 굴절법칙 (2) 굴절계수 Quiz ) η와 k는 각각 n과 (정비례/반비례) 관게에 놓여있다. (3) 임계각 , 전반사 반사계수의 크기가 1인경우(손실이 없이 전부 반사)는 3가지가 존재한다. Short Load(Perfect Conductor), Open Load(존재x), Load with Only Imaginary Part(순허수). Load with Only Imaginary Part가 바로 Critical Angle을 넘는 유전체 사이의 전반사를 의미한다. 전반사의 경우에는 sinθ가 1보다 크다.(반사되기때문) 그래서 cosθ는 복소수가 된다. 이는 나중에 배울 wave..
1. 직각 입사 분석(좌: 공진파, 우: 단일파) (1) 평면파 분석 (2) 반사계수 및 투과 계수 pf) 유도과정 - 반사계수 by 경곗값 조건 2. 전파의 특징 (1) 회로와는 다르게 Parallel, Series of System이 불가능하다. Cascade만이 가능하다. (2) 2개 이상의 경계지점이 존재하면 Input Impedance를 적용해야한다.
1. Poynting vector
두 field모두 다 유전율, 투자율이 높은 매질로 몰리는 현상이 있다. 이를 통해서 (Pozar) Dielectric Resonator등이 만들어지곤한다. Ideal Transformer도 mu가 매우 크다는 전제하에 정의된다.
경계면에 tangent한 성분과 normal한 성분을 나눠서 분석하자(total FIeld는 두 성분의 Linear Combination과 동일하기 대문이다.) 참고로 요약하면 모든 field는 spatially continuous해야한다. 1. Electrical Field (tangen) flux는 spartially continuous해야해서 위와 같은 공식이 나온다. 2. Electrical Field (normal) 위 법칙은 Gauss 법칙을 참조하면 쉽게 유도할 수 있다. 만약 voltage source가 없다면 우변의 ρ_s를 없애면 된다. ※ 도체와 부도체 사이 경계면에서의 조건 3. Magnetic Field(tangent) flux는 spartially continuous해야해서 위와..
1. Maxwell Equation(Phasor) ※ Complex Permittivity - J : 전류원을 의미한다. - jωεE : Displacement Current(축전기에 흐르는 전류를 설명하는 가상의 전류) - 참고로 유전체의 Loss를 아래와 같이 tangent delta로 표현한다. (참고로, 분모 분자 둘다 주파수에 따라서 변하는 값이다.) ※ Complex Pemeability - M : 전압원을 의미한다. 2. Wave Equation (General, Lossy) 1. 유도 맥스웰 방정식 > 페러데이 법칙에 양변에 Curl연산을 해준다. 그다음 앙페르 법칙을 우변에 대입해준다. 그리고 좌변에는 아래의 식을 대입한다. 그러면 Wave Equation이 유도된다. 2. 결과 - pr..
1. Phasor Domain Transformation Phasor 변환이란 오일러 공식을 활용해서 실수부만 때어내는 변환이다. Linear 변환이기때문에 Linear System에 적용이 가능하다. 추후에 E-field H-field를 아래와같이 Phasor변환을 한다. 이떄 주의할점은 exp(jwt)항은 계산의 편의를 위해서 소거시킨다는 점이다. 2. Traveling Wave in a Lossless Medium 3. Traveling Wave in a Lossy Medium
1. Sinsoidal Wave in a Lossless Medium A : amplitude [1] T : time period [sec] ↔ ω : angular frequency [rad/sec] λ : wave length [m] ↔ k : wave number ↔ β : phase constant [rad/m] ※ General Case Φ : reference phase ※ Phase Velocity u_p : phase velocity, propagation velocity 2. Sinsoidal Wave in a Lossy Medium α : attenuation constant, attenuation factor [Np/m] [dB/m]
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Skin Effect란?고주파일 수록 도체의 표면에만 전류가 흐르는 현상 Skin Depth Loss란?고주파일 수록 도체의 표면에만 전류가 흘러서, 단면적이 줄어들어, 저항이 증가한다. 결과적으로 전기*전파에너지의 손실이 증가한다.Skin Depth 공식 및 깊이에 따른 Efield의 크기Surface Impedance: Skin depth에의한 TLINE의 저항Microstrip line에서 주파수별 skin depth --> 그로인한 loss ( Lossy Transmission Lines - ppt download (slideplayer.com))
TEM은 uniform plane wave뿐만아니라, 구면파 등 도 해당한다. 이떄 kx^2+ky^2=0을 만족시키위해서 kx와 ky중에서 한개의 값이 복소수일 수 있음을 의미한다.
내용 1. 수학적인 부분(선적분,면적분,좌표계변환공식) 2. 정전기장(유전율, 전하량, 전기장, 전기변위=전위) #가우스법칙 #쿨롬법칙 #포아송법칙 #발산정리 3. 정자기장(투자율, 전류, 자기장, 자기변위=자위) #앙페르법칙 #비오사바트법칙 #포아송법칙 #스토크스정리 4. 맥스웰방정식(정전자계, 시변 전자계) #time domain #frequency domain 5. 헬름홀츠방정식(파동방정식), 파동함수 #평면파 아래의 블로그에 모든 전자기학이 정리되어있다(+안테나) 전파거북이와 함께 아름다운 전자기학(Beaut.. : 네이버블로그 (naver.com)