электродинамика и распространение радиоволн

Московский физико-технический институт (государственный университет)
Факультет проблем физики и энергетики
Кудрявцев
1998г.
ПРОГРАММА
итогового государственного экзамена
по специальности 010300 — «Прикладные
математика и физика»
«ЭЛЕКТРОДИНАМИКА И РАСПРОСТРАНЕНИЕ РАДИОВОЛН»
Программа разработана кафедрой «Физико-математических проблем волновых
процессов» (базовое предприятие РКК «Энергия» им. С.П.Королева) в
соответствии с магистерской программой 0103071 — «Физико-математические
проблемы волновых процессов»
кан ФПФЭ
. Гордюнин
1999
г.
. кафедрой ФМПВП
___Д.С. Лукин
1999г.
Москва 1998
I. Электродинамика
1.1. Общие положения теории электромагнитного поля. Основные законы
электродинамики. Уравнения электромагнитного поля в комплексной форме.
Сторонние токи. Граничные условия. Теорема единственности. Условия
излучения.
1.2. Теорема о комплексной мощности. Колеблющаяся мощность.
Электромагнитная энергия монохроматического электромагнитного поля.
Энергетический смысл вещественной и мнимой частей комплексной
мощности.
1.3. Плоские волны. Распространение электромагнитных волн в
различных средах. Волновые уравнения. Падение волны на плоскую границу
раздела. Структура поля прошедшей и отраженной волн.
1.4. Потенциалы электромагнитного поля: векторные потенциалы;
скалярный потенциал; векторы Герца.
1.5. Криволинейные координаты. Цилиндрические волны. Сферические
волны.
1.6. Волноводы, особенности электромагнитных волн в них.
Электрические и магнитные волны в волноводах. Система волн в
прямоугольном волноводе: полнота и ортогональность. Система волн в
круглом волноводе. Потери в волноводах, вызванные заполнением и конечной
проводимостью стенок. Рупоры.
1.7. Фазовая и групопвая скорости распространения электромагнитных
волн. Групповая скорость как скорость движения энергии. Скорость
распространения волн в волноводах, разложение волноводных мод на плоские
волны. Концепция Бриллюэна.
1.8. Лемма Лоренца. Теорема взаимности.
1.9. Дифракция электромагнитных волн. Принцип Гюйгенса для
электромагнитного поля. Дифракция Френеля и дифракция Фраунгофера.
Дифракция на отверстии произвольной формы и дифракция на пластине.
Принцип двойственности.
П. Распространение радиоволн
2.1. Распространение электромагнитных волн в свободном пространстве.
Распространение поверхностных радиоволн. Распространение радиоволн над
плоской поверхностью Земли. Распространение радиоволн над сферической
поверхностью Земли. Влияние неровной поверхности.
2.1. Распространение электромагнитных волн в диспергирующих
неоднородных средах.
2.2. Распространение радиоволн в тропосфере. Строение и свойства
тропосферы. Атмосферная рефракция. Поглощение радиоволн в тропосфере.
2.3. Ионосфера, строение, состав, источники и механизмы ионизации и
рекомбинации. Образование ионизированной области в атмосфере.
Распространение радиоволн в однородном ионизированном газе; фазовая и
групповая скорости распространения. Преломление и отражение радиоволн в
ионосфере. Исследование верхних слоев атмосферы при помощи
ионосферных станций, геофизических ракет и космических станций.
2.4. Распространение длинных и сверхдлинных волн. Влияние на
условия распространения времени суток, времени года, солнечной активности и
ионосферных возмущений.
2.5. Средние волны. Физические процессы при распространении средних
волн. Влияние геофизических факторов на распространение средних волн.
2.6. Короткие волны. Замирания коротких волн. Зона молчания. Влияние
геофизических факторов на распространение коротких волн. Основы расчета
коротковолновых линий связи.
2.7. Ультракороткие волны. Особенности распространения метровых,
дециметровых и сантиметровых волн. Особенности распространения
миллиметровых волн. Радиоволны оптического диапазона.
2.8. Распространение радиоволн в космических условиях. Выбор частот
для космических линий связи. Поглощение радиоволн в космосе. Связь
между космическими кораблями.
2.9. Распространение электромагнитных волн в средах с
частотнозависимым поглощением. Основные принципы подповерхностного
зондирования с использованием сверхширокополосных сигналов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Вайнштейн Л.А. Электромагнитные волны. М.: Сов. радио, 1957.
2. Ландау Л.Д., Лившиц Е.М. Электродинамика сплошных сред. М.: Наука,
1977.
3. Долуханов М.П. Распространение радиоволн. М.: Сов. радио, 1957.
4. Альперт Я.Л., Гинзбург В.Л., Фейнберг Е.Л. Распространение
радиоволн. М.: Гостехиздат, 1953.
5. Спутниковая связь и вещание. Справочник . Под ред.Кантора Л.Я. М.:
Радио и связь, 1988
6. Финкелыдтейн М.И. Подповерхностная радиолокация. М.: 1994
/Зав. кафедрой ФМПВП, д.ф.-м.н.,
/i
/ р%
профессор
JQ—,
_
_
Д.С.Лукин