8097133742

67

nych warunkach brzegowych natrafiały na ogromne trudności i prowadziły do frustracji wielu pokoleń fizyków i matematyków. Projektanci anten i układów mikrofalowych musieli zadowalać się przybliżonymi metodami projektowymi oraz kosztowną i długotrwałą procedurą cut and try, czyli wykonywania, pomiaru i korygowania kolejnych prototypów. Inna sprawa, że z tego właśnie powodu był to fascynujący obszar badawczy dla inżynierów, którzy potrafili łączyć kompetencje analityczne i eksperymentatorskie, a przy tym dysponowali sporą ilością wolnego czasu i niemal nieograniczoną cierpliwością.

Dopiero rewolucyjne zwiększenie mocy obliczeniowej komputerów, zapoczątkowane w latach osiemdziesiątych ubiegłego wieku i szeroko zakrojone prace nad nowym oprogramowaniem doprowadziły do powszechnego zastosowania numerycznych metod modelowania zjawisk elektromagnetycznych. Współczesny inżynier weryfikuje swoje projekty w programach symulacyjnych, a jedna weryfikacja trwa minuty lub godziny, a nie jak dawniej - tygodnie lub miesiące. Co więcej, zaawansowane oprogramowanie pozwala analizować rozchodzenie się fal elektromagnetycznych tam, gdzie nie można ich zmierzyć, na przykład wewnątrz ludzkiego ciała. Wszystko to otwiera nowe możliwości badań nad lepszą i tańszą aparaturą wykorzystującą mikrofale z pożytkiem dla ludzkości.

2.2. Propagacja

W miarę wzrostu częstotliwości, a więc skracania długości fali- propagacja fal radiowych coraz bardziej przypomina rozchodzenie się światła (też promieniowania EM), a więc, przede wszystkim, w coraz mniejszym stopniu obserwuje się uginanie fal - fale rozchodzą się prawie prostoliniowo.

Tłumienie fali radiowej w przestrzeni zależy od wielu czynników, przede wszystkim od odległości i częstotliwości. Dla przypadku propagacji w wolnej przestrzeni tłumienie można obliczać z zależności:

gdzie: f [Hz] — częstotliwość fali, c [m/s] — prędkość światła, d [m] — odległość między antenami (nadawczą i odbiorczą),

W skali decybelowej zależność ta przybiera postać:

L [dB]=32,45+20 log (f [MHz])+20 log (d [km]),

z której jasno wynika znaczący wzrost tłumienia nie tylko w funkcji odległości, ale i częstotliwości fali. Na rys. 5 przedstawiono orientacyjne zależności