Vyzařování a šíření elektromagnetických vln je oblastí, se kterou se denně setkáváme aniž bychom si to přímo uvědomovali. Elektromagnetické vlny se šíří prostorem, různé druhyvedení je nutí šířit se podle přání uživatele a také při tom i sloužit. Je proto velmi užitečné znát podmínky pro jejich využívání, především v technické praxi. Vždyť přechod na stále vyšší kmitočty nás nutí respektovat vlnovou povahu jevů i v situací, které byly doménou obvodů. Dnes již nikoho nepřekvapí, že úsek vedení mezi dvěma součástkami v počítači je spíše vedením než jen vodivým spojem.
Elektromagnetické vlny, antény vedení 51
fγμπδ 01= (6. Potenciál dϕ(ζ) který na
povrchu vodiče bodě vytvoří náboj q(z).12)
Připomeňme, průřez, kterým teče vodičem proud, dán součinem 2π. Délková hustota náboje však, jak ukazuje 564H563HObr. Měrný
útlum roste kmitočtem přibližně úměrně . Pak kapacita q1/ϕ jednotlivých
místech vodiči různá charakteristická impedance podél vodiče mírně mění. 6. 6.
Uvažujme nejprve jediný válcový vodič délkou poloměrem (563H562HObr.11)
a následně odpor Pro válcový vodič poloměrem tento odpor dán vztahem
δπγ a
R
2
11
1 (6. 6.
Ve složitějších situacích, především vícevodičových struktur, můžeme využít
skutečnosti, fázová rychlost vedení často známá.4). Protože
změny jsou omezeny jen malé oblasti blízko konců vodiče, můžeme většinou zanedbat.
Kapacitu můžeme určit, stejně jako elektrostatice, poměru délkové hustoty náboje q1
a potenciálu povrchu vodiče .14)
. Naznačený výpočet nezahrnuje vliv dalších faktorů (vyzařování vedení,
drsnost povrchu vodičů apod.dz elementu ose vodiče, roven
( 22
,
4
1
azr
r
dzzq
d +−== ζ
πε
ζϕ (6.aδ tedy úměrný
obvodu vodiče.
dz
A
l
z
ar
ζ
Obr.13)
a celkový potenciál bodě dán součtem příspěvků všech nábojů ose
( )
( )
∫∫ +−
==
ll
dz
az
zq
d
0
22
0
4
1
ζπε
ζϕζϕ (6. Pak pro výpočet charakteristické
impedance vedení zbývá určit kapacitu kdy možno využít metody středního potenciálu.
Představme si, náboj (dosud neznámým) rozložením q(z) umístěn ose
vodiče; je-li vodič tenký dlouhý, toto zjednodušení přípustné.5a, konstantní nebude
- koncích vodiče větší („hrotový efekt“).4: určení potenciálu povrchu válcového vodiče
Dodaný elektrický náboje rozloží podél vodiče tak, aby potenciál povrchu vodiče ϕ
byl všude stejný.) skutečné hodnoty měrného útlumu jsou pak větší
