Основные сведения. В диапазонах УВЧ и СВЧ размеры устройств соизмеримы с длиной волны, поэтому приходится учитывать волновой характер ЭМП

В диапазонах УВЧ и СВЧ размеры устройств соизмеримы с длиной волны, поэтому приходится учитывать волновой характер ЭМП. Законы теории цепей, справедливые на более низких частотах, перестают действовать, поскольку в этом случае нельзя использовать понятие «электрическая цепь», которое позволяет существующее в системе ЭМП разделить на независимые электрические и магнитные составляющие, локализованные в соответствующих элементах электрической цепи. Поэтому при изучении быстропеременных электрических процессов необходим анализ именно ЭМП с учетом его волнового характера и конечной скорости распространения ЭМВ.

Краткая история развития теории ЭМП. Понятие поля (электрического и магнитного) впервые было введено М. Фарадеем в 30-х годах XIX века. Система уравнений Максвелла (1864) обобщила и дополнила известные в то время законы электромагнетизма. В 1888 г. радиоволны были экспериментально получены Г. Герцем.

Началом практического применения ЭМВ считаются опыты А.С. Попова, в которых в 1895 г. была продемонстрирована возможность беспроводной связи.

Теория относительности придала фундаментальный смысл понятию поля как первичной физической реальности, что позволило приравнять понятия «вещество» и «поле» как две формы существования материи. Один из важнейших выводов теории А. Эйнштейна – взаимосвязь массы и энергии (W = mc²). Квантовый эффект аннигиляции электронно-позитронной пары с выделением фотона (и обратный переход) отражает существующую в микромире связь различных видов материи (вещества и поля). В масштабах микромира проявляется корпускулярно-волновой дуализм ЭМП. Протяженное ЭМП в этом случае следует рассматривать как систему независимых дискретных микрообъектов – фотонов. В этом случае действуют законы квантовой электродинамики.

В таблице приведена классификация радиоволн по диапазонам.

Таблица