Az űrkutatás, űrtevékenység és az ettől elválaszthatatlan globális hírközlés és informatika rendkívül gyors fejlődése következtében az elektromágneses térelmélet hullámterjedési része a reneszánszát éli. Mind az ismerete, mind az alkalmazása fontos. A kialakult helyzetben első lépésként e tárgy lehetővé kívánja tenni a más tárgyak keretében el nem érhető hullámterjedési ismeretek elsajátítását. A tantárgy a matematikai és fizikai előtanuláyokra épít.

Célja a szakterület olyan szintű oktatása, amely egyrészt biztosítja az általános alkalmazói körben szükséges ismeretek birtoklását, másrészt ezen ismeretek tartalmazzák a fejlesztő-mérnöki és kutatói feladatok megoldásához szükséges aktuális ismeretek megértéséhez szükséges alapokat.

1. Bevezetés:

Emlékeztetés az alapokra.

A jelen tárgy célja: a gyakorlat számára fontos eljárások és eredmények ismertetése. Vizsgakövetelmények.

A szabadtéri és berendezésen belüli terjedés, a szabadtéri terjedés kérdéseinek dominanciája.

A fizikai és filozófiai alapok elérése a napi gyakorlati feladatokban.

2. Az alapmegoldás:

A Maxwell-egyenletek haladó-terjedő megoldása.

A teljesség és egyértelműség kérdése.

A terjedő hullám és a sugárzó energia.

Más megoldási lehetőség - a soliton.

Átlagok.

Hullám-jellemzők: Diszkrét jellemzők.

Módusok.

Integrált jellemzők.

Spektrális jellemzők.

3. A közegjellemzők:

Alapjelentés és jelalakfüggés (perturbált közeg-jellemzők).

Lineáris és nemlineáris közegek.

A reciprocitás, jelentősége és alkalmazása.

Az önfenntartó tér módszere (Self Consistent Field).

Példák: egyszerű polarizálható közeg,

ionozált izotróp és anizotróp közeg,

mágnesesen anizotróp közeg.

Inhomogén közegjellemzők viselkedése.

Jel-közeg kölcsönhatás tetszőleges alakú jelek esetén.

4. Megoldási módszerek nyugvó homogén közegekben:

a) Megoldás diszperziós egyenlettel - szabadtéri terjedés.

Megoldás potenciálfüggvényekkel - vezetett hullámok.

Megoldás általános koordinátákkal - antennák, stb.

Megoldás Green-függvénnyel - szórás-számítás.

Operátoros és kvantumelektrodinamikai megoldás - különleges körülmények és kvantumelektronikai szituációk.

b) Inhomogén síkhullám - határrétegek, elhajlás stb.

Optikai közelítés és alkalmazhatósága.

5. A hullámterjedési probléma inhomogén közegekben.

a) Az alapprobléma.

Az inhomogén alapmódusok módszerének alapváltozata.

A jelterjedés leírása inhomogén közegben.

Megoldás disztribúciók jelenlétében - határrétegek általános kezelése.

b) Tetszőleges alakú jelek terjedésének számítása homogén és inhomogén közegben.

c) Az időben változó közegek hatása a terjedésre - időbeli törés és szóródás.

6. Határréteg átlépés:

Általános megoldás - a tűrési-tükrözési törvény.

Sugárkövetés és módosított sugárkövetés alapjai.

7. A szórásszámítás alapjai:

Alapfogalmak és alapmennyiségek a szórászámításban.

Egyetlen szóró leírása.

Szóró közegek viselkedése. - Esőszórás. Empirikus szórási modellek.

8. A csoportsebesség:

Definíciója, jelentősége és gyakorlati fontossága.

A csoportsebesség meghatározása monokromatikus síkhullám esetén.

Tetszőleges alakú jel haladási sebessége.

9. Terjedés mozgó közegekben:

Az alapprobléma, változatai homogén és inhomogén közegekben.

A Maxwell-egyenletek megoldása a speciális relativitás elvének alkalmazásakor.

Megoldás homogén közegben. - Mozgó adók és vevők esete.

A közeginhomogenitás hatása. - Példák: troposzférikus terjedés, inhomogén

ionizált közeg. - A relativisztikus sugárkövetési közelítés.

10. A hullámvezetés alapjai:

a) A vezetett hullám - a távíró egyenletek. � (Tápvonalak, rezonátorok.)

A hálózati modellezés lehetősége.

b) Jelek kisugárzása - az elemi sugárzók.

Antenna-jellemzők és gyakorlati alkalmazhatóságuk.

Diffúz sugárzók - a fekete test.

Az antenna-hőmérséklet - a radiometria alapja.

A hőmérsékleti sugárzás - mérési alkalmazása a gyakorlatban.

Zajok.

11. Kitekintés az alkalmazásokra:

Információs társadalom.

Űrtevékenység.

Az általános e.m.környezet és működési biztonság.

Elvi alapok és továbblépés (a hullámterjedés és az elektronika elérte a fizikai alapismereteink határait; kettős természet stb.)

(előadás, gyakorlat, laboratórium):

Előadás

3. Elővizsga: -

1. A kis-zárthelyi pótlása csak a szorgalmi időszakban lehetséges.
2. A vizsga pótlása a szokásos előírások szerint.

Indokolt esetben külön megbeszélés alapján

Tankönyv:

Ferencz Cs.: Elektromágneses hullámterjedés; Akadémiai Kiadó, Budapest, 1996.

Ajánlott irodalom még:

(a tantárgyhoz tartozó tanulmányi idő körülbelüli felosztása a tanórák, továbbá a házi feladatok és a zárthelyik között (a felkészülésre, ill. a kidolgozásra átlagosan fordítandó/elvárható idők félévi munkaórában, kredit x 30 óra, pl. 5 kredit esetén 150 óra)):