当前课程知识点:电磁场工程应用 > 第5章 均匀平面电磁波 > 5.3.4潜艇通信困难? > 海水潜艇通信困难
同学们好
我们知道潜艇的主要活动区域是水下
因此
潜艇之间的通信最直接的方法就是利用水进行通信
而实际上海水中潜艇之间的通信是存在的困难的
那这又是为什么呢
为了大家能够更好地理解
我们根据海水的电磁参数先来分析电磁波的频率
分别为这样三个频率的时候海水的导电性能
而导电性能很显然是由这一个表达式来描述的
因此我们首先求得了这三个频率下这一个表达式的值
当波源的频率为3KHz的时候
这一个值等于十的五次方的数量级远远得大于1
所以在3K的频率下海水可以看成良导体
当波源的频率提高到30M的时候
这一个值就只等于30
因此
30在频率下的海水是一个有损媒质
为了更好地分析
我们还求得了这三个频率下的衰减系数分别是这样三个表达式
从这三个表达式不难看出来
波源的频率越高
衰减系数越大
换一句话说
它的衰减就会越快
而在这三种频率下
海水都是一个导电媒质
而在导电媒质中
场的振幅是按的指数的规律进行衰减的
我们假设电磁场的幅度减少到它最初值的十的六次方分之一的时候
认为电磁波就已经消失了
也就是说这一个函数应该等于十的负六次方
这里的α就是刚才已经求得的衰减系数
而这里的z就代表着当场衰减到初值的百万分之一的时候
它能传播的距离
求得在这三种频率下传播距离
分别是这样三个距离
从这三个距离
我们可以看到波的频率越高
它能传输的距离越小
当波源的频率是3KHz的时候
它在水中能传播63.4米的距离
而当波源的频率提高到30M的时候
它传播65个厘米的距离就衰减到了
原幅度的十的六次方分之一
换一句话说电磁波在水中的衰减很快
高频的时候衰减得更严重
这就给潜艇之间的通信带来很大的困难
而根据我们刚才的分析要使它的衰减要降低
就必须要降低波的频率
下面我们就来分析
当波源的频率为1K的时候
求得这一个值等于十的五次方的数量级
远远得大于1也就是说在1KHz的频率下
海水依然是一个良导体
此时它的α等于这么多
也就是说
在1K的频率下
电磁波的衰减还是很快的
而当它的波源频率降低的时候
波的传播速度也会跟着降低
因此
水下的低频通信或许甚低频通信只用于岸对潜艇之间的通信
而当采用高频通信的时候
很显然
根据我们刚才求得的传播距离得到它只适用于短距离的通信
因此
当我们又要采用高速通信
就必须要提高频率
也就是说要采用高频通信
又要把它的距离提高的时候怎么办呢
我们采用的方法是把它的收发的天线放到海水的表面附近
利用表面波通信
或许说
借助电离层的反射作用
利用反射波进行通信
所以潜艇之间如果直接采用海水进行通信
只是非常非常短的距离特别是高频情况下
而要提高它的传播距离
必须把天线置于
海水表面附近利用
表面波或许反射波进行通信
-0.1 场与路
--场与路
--场与路
-0.2 矢量的基本运算
--矢量的基本运算
--矢量的基本运算
-0.3 场的直观表示--场线
--场的直观表示
--场的直观表示
-0.4 标量场的方向导数和梯度
-0.5.1 矢量场的通量和散度
-0.5.2 矢量场的环量和旋度
-0.6 散度和旋度
--散度和旋度
--散度和旋度
-0.7 亥姆霍兹定理
--亥姆霍兹定理
--赫姆霍兹定理
-第0章 场的概念--第0章习题
-1.1静电场的源
--静电场的源
--静电场的源
-1.2电场强度
--电场强度
--电场强度
-1.3电位
--电位
--电位
-1.4电偶极子
--电偶极子
--电偶极子
-1.5静电场中的导体和电介质
-1.6高斯定理
--高斯定理
--高斯定理
-1.7静电场的基本方程
--静电场的基本方程
--静电场的基本方程
-1.8静电场分界面的衔接条件
-1.9静电场的边值问题及求解
-1.10镜像法
--镜像法
--镜像法
-1.11电轴法
--电轴法
--电轴法
-1.12地球的电容-电容及求解
-1.13静电力与静电能量
--静电力与静电能量
--静电力与静电能量
-1.14高电压技术中的电场问题
-第1章 静电场--第1章习题
-2.1鱼塘大量死鱼之谜-电流及电流密度
-2.2三大定律
--三大定律
--三大定律
-2.3电源电动势和局外场强
-2.4恒定电场的基本方程和边界条件
-2.5电流为什么弯曲?--恒定电场边界条件的应用
-2.6恒定电场的边值问题
-2.7恒定电场与静电场的比拟
-2.8恒定电场的工程应用:电导和部分电导
-2.9别墅起火之谜--绝缘电阻
-2.10奶牛被严重击伤,人却安全无恙?--跨步电压
-第2章 恒定电场--第2章习题
-3.1磁感应强度
--磁感应强度
--磁感应强度
-3.2磁场中的物质--磁化
-3.3安培环路定理
--安培环路定理
--安培环路定理
-3.4恒定磁场基本方程及分界面的衔接条件
-3.5.1矢量磁位及其边值问题
-3.5.2标量磁位及其边值问题
-3.6恒定磁场中的镜像法
-3.7.1自感和互感的概念
-3.7.2自感和互感的计算
-3.8恒定磁场的能量
--恒定磁场的能量
--恒定磁场的能量
-3.9.2虚位移法
--磁场力-虚位移法
--磁场力-虚位移法
-3.9.3法拉第观点
-3.10磁路
--磁路
--磁路
-第3章 恒定磁场--第3章习题
-4.1电磁感应定律
--电磁感应定律
--电磁感应定律
-4.2感应电场
--感应电场
-4.3全电流定律
--全电流定律
-4.4麦克斯韦方程组
--麦克斯韦方程
-4.5.1坡印廷定律和坡印廷矢量
-4.5.2坡印廷定理的应用
-4.6.1 动态位的引入
--动态位的引入
-4.6.2 动态位的积分解
--动态位的积分解
-4.7.1时谐电磁场及其复数表示
-4.7.2麦克斯韦方程的复数形式
-4.7.3复介电常数
-4.7.4坡印廷定理的复数形式
-4.7.5时谐场的坡印廷矢量
-4.7.6时变场计算实例
--时变场计算实例
--时变场计算实例
-第4章 时变电磁场--第4章习题
-5.1 均匀平面电磁波的概念
-5.2.1 无界理想介质中平面波的方程
-5.2.2 无界理想介质中的平面波传播特性
-5.3.1导电媒质中均匀平面波的方程
-5.3.2导电媒质中均匀平面波的传播特性
-5.3.3 4G手机能否用于煤矿的井上下通信?
--4G手机
-5.3.4潜艇通信困难?
--海水潜艇通信困难
-5.3.5良导体和良介质中均匀平面波的传播特性
-5.3.6趋肤效应
--趋肤效应
--趋肤效应
-5.3.7趋肤效应的工程应用2例
-5.4.1 电磁波的极化
--电磁波的极化
--电磁波的极化
-5.4.2 圆极化的旋向判断
--圆极化的旋向判断
--极化旋向判断
-5.4.3 极化的工程应用举例—立体电影
-第5章 均匀平面电磁波--第5章习题
-6.1.1平面电磁波对一般导电媒质的垂直入射
-6.1.2均匀电磁波对理想导体平面的垂直入射
-6.1.3均匀平面波对理想介质分界面的垂直入射
-6.1.4易拉罐增强WiFi信号?
--易拉罐增强WiFi信号?--理想导体平面对电磁波的全反射
--易拉罐增强WiFi信号?--理想导体平面对电磁波的全反射
-6.2.1平面波在理想介质分界面上的斜入射
-6.2.2雷达测距和雷达低空盲区
-6.2.3光纤的传输原理—电磁波在理想介质表面的全反射
-6.2.4电磁波在理想介质表面的全透射
-第6章 平面电磁波的反射和透射--第6章习题