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.
Uvažujme nejprve jediný válcový vodič délkou poloměrem (563H562HObr. Délková hustota náboje však, jak ukazuje 564H563HObr.aδ tedy úměrný
obvodu vodiče.
dz
A
l
z
ar
ζ
Obr.5a, konstantní nebude
- koncích vodiče větší („hrotový efekt“).) skutečné hodnoty měrného útlumu jsou pak větší. Měrný
útlum roste kmitočtem přibližně úměrně . Protože
změny jsou omezeny jen malé oblasti blízko konců vodiče, můžeme většinou zanedbat. 6.12)
Připomeňme, průřez, kterým teče vodičem proud, dán součinem 2π.4).dz elementu ose vodiče, roven
( 22
,
4
1
azr
r
dzzq
d +−== ζ
πε
ζϕ (6.11)
a následně odpor Pro válcový vodič poloměrem tento odpor dán vztahem
δπγ a
R
2
11
1 (6.
Představme si, náboj (dosud neznámým) rozložením q(z) umístěn ose
vodiče; je-li vodič tenký dlouhý, toto zjednodušení přípustné. Potenciál dϕ(ζ) který na
povrchu vodiče bodě vytvoří náboj q(z). 6. Naznačený výpočet nezahrnuje vliv dalších faktorů (vyzařování vedení,
drsnost povrchu vodičů apod.14)
. Pak pro výpočet charakteristické
impedance vedení zbývá určit kapacitu kdy možno využít metody středního potenciálu.4: určení potenciálu povrchu válcového vodiče
Dodaný elektrický náboje rozloží podél vodiče tak, aby potenciál povrchu vodiče ϕ
byl všude stejný.
Ve složitějších situacích, především vícevodičových struktur, můžeme využít
skutečnosti, fázová rychlost vedení často známá.Elektromagnetické vlny, antény vedení 51
fγμπδ 01= (6.
Kapacitu můžeme určit, stejně jako elektrostatice, poměru délkové hustoty náboje q1
a potenciálu povrchu vodiče . 6. Pak kapacita q1/ϕ jednotlivých
místech vodiči různá charakteristická impedance podél vodiče mírně mění.13)
a celkový potenciál bodě dán součtem příspěvků všech nábojů ose
( )
( )
∫∫ +−
==
ll
dz
az
zq
d
0
22
0
4
1
ζπε
ζϕζϕ (6
