相關(guān)申請的交叉引用本申請要求2014年9月11日提交的、名稱為“多相波導(dǎo)探針的適配”的共同未決的美國臨時(shí)申請no.62/049,124，以及2015年9月9日提交的、名稱為“多相波導(dǎo)探針的適配”的共同未決的美國非臨時(shí)申請no.14/848,653的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，兩個(gè)申請的全部內(nèi)容以引用的方式并入本文。本申請涉及2013年3月7日提交的、名稱為“在有源介質(zhì)上引導(dǎo)表面波模式的激發(fā)和使用”的共同未決的美國非臨時(shí)申請且其被指定申請?zhí)?3/789,538，并且于2014年9月11日以公開號us2014/0252886a1公開，該申請的全部內(nèi)容以引用的方式并入本文。本申請還涉及2013年3月7日提交的、名稱為“在有源介質(zhì)上引導(dǎo)表面波模式的激發(fā)和使用”的共同未決的美國非臨時(shí)申請且其被指定申請?zhí)?3/789,525，并且于2014年9月11日以公開號us2014/0252865a1公開，該申請的全部內(nèi)容以引用的方式并入本文。本申請進(jìn)一步涉及2014年9月10日提交的、名稱為“在有源介質(zhì)上引導(dǎo)表面波模式的激發(fā)和使用”的共同未決的美國非臨時(shí)申請且其被指定申請?zhí)?4/483,089，該申請的全部內(nèi)容以引用的方式并入本文。本申請進(jìn)一步涉及2015年6月2日提交的、名稱為“在有源介質(zhì)上引導(dǎo)表面波模式的激發(fā)和使用”的共同未決的美國非臨時(shí)申請且其被指定申請?zhí)?4/728,507，該申請的全部內(nèi)容以引用的方式并入本文。本申請進(jìn)一步涉及2015年6月2日提交的、名稱為“在有源介質(zhì)上引導(dǎo)表面波模式的激發(fā)和使用”的共同未決的美國非臨時(shí)申請且其被指定申請?zhí)?4/728,492，該申請的全部內(nèi)容以引用的方式并入本文。
背景技術(shù)：
：：一個(gè)多世紀(jì)以來，由無線電波傳輸(transmit)的信號涉及使用常規(guī)天線結(jié)構(gòu)發(fā)射的輻射場。與無線電科學(xué)相反，上個(gè)世紀(jì)的配電系統(tǒng)涉及沿著電導(dǎo)體引導(dǎo)的能量的傳輸。這種對射頻(rf)和電力傳輸之間的區(qū)別的理解自1900年代早期就已經(jīng)存在。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本公開的實(shí)施例涉及多相波導(dǎo)探針的適配。在多個(gè)實(shí)施例中的一個(gè)，一種方法包括用激發(fā)電壓激發(fā)多相波導(dǎo)探針的第一充電端子和第二充電端子，以合成與有損傳導(dǎo)介質(zhì)的引導(dǎo)表面波導(dǎo)模式實(shí)質(zhì)上匹配的多個(gè)場，以沿有損傳導(dǎo)介質(zhì)的表面通過徑向表面電流傳輸能量，檢測與多相波導(dǎo)探針相關(guān)聯(lián)的操作條件的變化，并且響應(yīng)于檢測到的變化，調(diào)節(jié)多相探針以改善引導(dǎo)表面波導(dǎo)模式的匹配。第一充電端子位于有損傳導(dǎo)介質(zhì)上的限定高度處，并且第二充電端子位于第一充電端子下方限定距離。檢測與多相波導(dǎo)探針相關(guān)聯(lián)的操作條件的變化可以包括檢測與徑向表面電流相關(guān)聯(lián)的電場強(qiáng)度的變化。檢測與多相波導(dǎo)探針相關(guān)聯(lián)的操作條件的變化包括檢測與徑向表面電流相關(guān)聯(lián)的電場強(qiáng)度的變化。在這些實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)方面中，電場強(qiáng)度的變化由位于超過多相波導(dǎo)探針的限定的徑向距離之外的場檢測儀來檢測。該限定的徑向距離與多相波導(dǎo)探針的接近徑向表面電流和遠(yuǎn)離徑向表面電流之間的過渡相關(guān)聯(lián)。檢測與多相波導(dǎo)探針相關(guān)聯(lián)的操作條件的變化包括檢測有損傳導(dǎo)介質(zhì)的傳導(dǎo)率的變化。傳導(dǎo)率的變化由位于距離多相波導(dǎo)探針的限定的徑向距離處的地面參數(shù)檢測儀來檢測。該限定的徑向距離與多相波導(dǎo)探針的接近徑向表面電流和遠(yuǎn)離徑向表面電流之間的過渡相關(guān)聯(lián)。有損傳導(dǎo)介質(zhì)可以是陸地介質(zhì)。合成場可以與地面介質(zhì)表面上的澤尼克表面波模式實(shí)質(zhì)上模式匹配。在這些實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)方面中，調(diào)節(jié)多相探針可包括調(diào)節(jié)有損傳導(dǎo)介質(zhì)上方的第一充電端子的高度和/或第二充電端子的高度。第一和第二充電端子之間的限定的距離可保持相同。第一充電端子和第二充電端子可經(jīng)由線圈耦合到激發(fā)源。第一充電端子可經(jīng)由可變抽頭耦合到線圈，并且調(diào)節(jié)多相探針可包括調(diào)節(jié)線圈上的可變抽頭的位置，和/或第二充電端子可經(jīng)由可變抽頭耦合到線圈，并且調(diào)節(jié)多相探針可包括調(diào)節(jié)線圈上的可變抽頭的位置。調(diào)節(jié)多相探針可包括調(diào)節(jié)第一充電端子的尺寸或第二充電端子的尺寸。在這些實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)方面中，引導(dǎo)表面波導(dǎo)模式的徑向表面電流密度可實(shí)質(zhì)上表示為其中γ是由給出的表面波徑向傳播常數(shù)，并且u2是由給出的垂直傳播常數(shù)，其中σ是地面介質(zhì)的傳導(dǎo)率，ω等于2πf，其中f是多相波導(dǎo)探針的激發(fā)頻率，εo是自由空間的介電常數(shù)，εr是陸地介質(zhì)的相對介電常數(shù)，并且自由空間波數(shù)ko等于其中λo是多相波導(dǎo)探針的自由空間波長，j等于ρ是徑向坐標(biāo)，z是垂直于地面介質(zhì)的垂直坐標(biāo)，是方位坐標(biāo)，io是多相探針凈電流，并且h1(2)(-jγρ)是第二類和第一階的復(fù)自變量為-jγρ的漢克爾函數(shù)，對于時(shí)間變化量e+jωt，其中t是時(shí)間。在另一實(shí)施例中，一種系統(tǒng)，包括多相波導(dǎo)探針，其被配置為在有損傳導(dǎo)介質(zhì)的表面上產(chǎn)生與澤尼克表面波模式實(shí)質(zhì)上模式匹配的多個(gè)合成場，和探針控制系統(tǒng)，其被配置為至少部分地基于有損傳導(dǎo)介質(zhì)的特性來調(diào)節(jié)多相波導(dǎo)探針。探針控制系統(tǒng)可被配置為響應(yīng)于檢測到的有損傳導(dǎo)介質(zhì)的特性的變化來調(diào)節(jié)多相波導(dǎo)探針，以改善澤尼克表面波模式的模式匹配。在這些實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)方面中，多相波導(dǎo)探針可包括耦合到多個(gè)充電端子的探針耦合電路，該探針耦合電路可被配置為在多個(gè)充電端子上施加多個(gè)電壓幅度和多個(gè)相位。探針控制系統(tǒng)被配置為調(diào)節(jié)多個(gè)充電端子上的多個(gè)電壓幅度和多個(gè)相位，以改善澤尼克表面波模式的模式匹配。多個(gè)充電端子可經(jīng)由至少一個(gè)可變抽頭耦合到探針耦合電路的線圈。調(diào)節(jié)多個(gè)充電端子上的多個(gè)電壓幅度和多個(gè)相位可包括調(diào)整至少一個(gè)可變抽頭的位置。探針控制系統(tǒng)可被配置為經(jīng)由抽頭控制器來調(diào)節(jié)至少一個(gè)可變抽頭的位置。探針控制系統(tǒng)可被配置為調(diào)節(jié)在有損傳導(dǎo)介質(zhì)之上的多個(gè)充電端子中的至少一個(gè)充電端子的高度，以改善澤尼克表面波模式的模式匹配。探針控制系統(tǒng)可被配置為經(jīng)由充電端子定位系統(tǒng)重新定位該至少一個(gè)充電端子。在這些實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)方面中，澤尼克表面波模式的徑向表面電流密度可實(shí)質(zhì)上表示為其中γ是由給出的表面波徑向傳播常數(shù)，并且u2是由給出的垂直傳播常數(shù)，其中σ是地面介質(zhì)的傳導(dǎo)率，ω等于2πf，其中f是多相波導(dǎo)探針的激發(fā)頻率，εo是自由空間的介電常數(shù)，εr是陸地介質(zhì)的相對介電常數(shù)，并且自由空間波數(shù)ko等于其中λo是多相波導(dǎo)探針的自由空間波長，j等于ρ是徑向坐標(biāo)，z是垂直于地面介質(zhì)的垂直坐標(biāo)，是方位坐標(biāo)，io是多相探針凈電流，并且h1(2)(-jγρ)是第二類和第一階的復(fù)自變量為-jγρ的漢克爾函數(shù)，對于時(shí)間變化量e+jωt，其中t是時(shí)間。本公開的其他系統(tǒng)、方法、特征和優(yōu)點(diǎn)將基于下面的附圖和詳細(xì)描述而對本領(lǐng)域技術(shù)人員的成為或變得顯而易見?？深A(yù)期的所有這樣的附加系統(tǒng)、方法、特征和優(yōu)點(diǎn)都包括在本說明書中，在本公開的范圍之內(nèi)，并且由所附權(quán)利要求保護(hù)。并且，所描述的實(shí)施例的所有可選的和優(yōu)選的特征和變型，在本文所教導(dǎo)的發(fā)明的所有方面是可用的。此外，所描述的實(shí)施例中的從屬權(quán)利要求中的區(qū)別特征以及所有可選的和優(yōu)選的特征及變型可以相互組合及互換。附圖說明參考以下附圖可以更好地理解本公開的許多方面。附圖中的部件不一定是按比例的，重點(diǎn)在于清楚地示出該公開的原理。此外，在附圖中，相同的附圖標(biāo)記指示多個(gè)視圖中的相應(yīng)部分。圖1是描繪作為引導(dǎo)電磁場和輻射電磁場的距離的函數(shù)的場強(qiáng)的曲線圖。圖2是示出根據(jù)本公開的各種實(shí)施例的具有用于傳輸引導(dǎo)表面波的兩個(gè)區(qū)域的傳播界面的圖。圖3是示出根據(jù)本公開的實(shí)施例的相對于圖2的傳播界面設(shè)置的多相波導(dǎo)探針的圖。圖4是示出根據(jù)本公開的實(shí)施例的提供在接地電流中的相移的一個(gè)示例圖，其有助于在圖3的傳播界面中在有損傳導(dǎo)介質(zhì)上發(fā)射引導(dǎo)表面波模式。圖5是示出根據(jù)本公開的各種實(shí)施例的由多相波導(dǎo)探針合成的電場的插入的復(fù)合角的圖。圖6是根據(jù)本公開的實(shí)施例的多相波導(dǎo)探針的示意圖。圖7a至7j是根據(jù)本公開的各種實(shí)施例的圖6的多相波導(dǎo)探針的具體示例的示意圖。圖8a至8c是示出根據(jù)本公開的各種實(shí)施例的由多相波導(dǎo)探針的各種實(shí)施例產(chǎn)生的選擇傳輸頻率處的引導(dǎo)表面波的場強(qiáng)的曲線圖。圖9示出根據(jù)本公開的實(shí)施例的作為由多相波導(dǎo)探針產(chǎn)生的距離的函數(shù)的、在59兆赫處的引導(dǎo)表面波的場強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)測量的曲線圖的一個(gè)示例。圖10示出根據(jù)本公開的實(shí)施例的作為圖9的引導(dǎo)表面波的距離的函數(shù)的相位的實(shí)驗(yàn)測量的曲線圖。圖11示出根據(jù)本公開的實(shí)施例的場強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)測量的曲線的另一示例，場強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)測量作為由在1.85兆赫處的多相波導(dǎo)探針產(chǎn)生的引導(dǎo)表面波的距離的函數(shù)。圖12a和12b描繪根據(jù)本公開的各種實(shí)施例的可以用于接收由多相波導(dǎo)探針發(fā)射的以引導(dǎo)表面波的形式傳輸?shù)哪芰康慕邮掌鞯氖纠?。圖13描繪根據(jù)本公開的各種實(shí)施例的可以用于接收由多相波導(dǎo)探針發(fā)射的以引導(dǎo)表面波的形式傳輸?shù)哪芰康母郊咏邮掌鞯氖纠?。圖14a描繪根據(jù)本公開的實(shí)施例的表示圖12a-b所描繪的接收器的戴維寧(thevenin)等效物的示意圖。圖14b描繪根據(jù)本公開的實(shí)施例的表示圖13中描繪的接收器的諾頓(norton)等效物的示意圖。圖15a描繪根據(jù)本公開的實(shí)施例的傳導(dǎo)率測量探針的示意圖。圖15b描繪根據(jù)本公開的各種實(shí)施例的阻抗分析器。圖16a至圖16c描繪根據(jù)本公開的各種實(shí)施例的各種自適應(yīng)控制系統(tǒng)。圖17a、17b和18描繪根據(jù)本公開的實(shí)施例的可變充電端子的示例。具體實(shí)施方式參見圖1，開始時(shí)，應(yīng)建立一些術(shù)語，以便清晰地討論以下的概念。首先，如本文所設(shè)想的，示出輻射電磁場和引導(dǎo)電磁場之間的形式上的區(qū)別。如本文所設(shè)想的，輻射電磁場包括以不綁定到波導(dǎo)的波的形式從源結(jié)構(gòu)發(fā)射的電磁能。例如，輻射電磁場通常是離開諸如天線的電結(jié)構(gòu)并且通過大氣或其他介質(zhì)傳播并且不綁定到任何波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的場。一旦輻射電磁波離開諸如天線的電結(jié)構(gòu)，他們繼續(xù)在傳播介質(zhì)(諸如空氣)中獨(dú)立于其源傳播，直到他們耗散，而不管源是否繼續(xù)操作。一旦電磁波被輻射，他們是不可恢復(fù)的，除非被截取，并且如果沒有被截取，則輻射電磁波中固有的能量永遠(yuǎn)丟失。諸如天線的電結(jié)構(gòu)被設(shè)計(jì)成通過最大化輻射電阻與結(jié)構(gòu)損耗電阻的比率來輻射電磁場。輻射能量在空間中擴(kuò)散并且無論是否存在接收器都會丟失。由于幾何擴(kuò)展，輻射場的能量密度是距離的函數(shù)。因此，本文使用的所有形式的術(shù)語“輻射(radiate)”是指電磁傳播的這種形式。引導(dǎo)電磁場是傳播的電磁波，其能量集中于具有不同的電磁特性的介質(zhì)之間的邊界內(nèi)或附近。在這個(gè)意義上，引導(dǎo)電磁場是綁定到波導(dǎo)的電磁場，并且被描述為被波導(dǎo)中流動(dòng)的電流傳送。如果沒有負(fù)載接收和/或耗散在引導(dǎo)電磁波中傳送的能量，則除了在引導(dǎo)介質(zhì)的傳導(dǎo)率中耗散的能量之外，沒有能量的損失。換句話說，如果沒有用于引導(dǎo)電磁波的負(fù)載，則不消耗能量。因此，除非存在電阻式負(fù)載，否則產(chǎn)生引導(dǎo)電磁場的發(fā)生器或其他源不傳送有效功率。為此，這種發(fā)電機(jī)或其他源基本上空轉(zhuǎn)直到出現(xiàn)負(fù)載。這類似于運(yùn)行發(fā)電機(jī)以產(chǎn)生通過沒有電負(fù)載的電力線傳輸?shù)?0赫茲電磁波。應(yīng)當(dāng)注意，引導(dǎo)電磁場或波等效于所謂的“傳輸線模式(transmissionlinemode)”。這與輻射電磁波形成對比，在輻射電磁波中，始終提供有效功率以便產(chǎn)生輻射波。與輻射電磁波不同，在能量源關(guān)閉之后，引導(dǎo)電磁能量不繼續(xù)沿著有限長度的波導(dǎo)傳播。因此，這里使用的所有形式的術(shù)語“引導(dǎo)(guide)”是指電磁傳播的這種傳輸模式。為了進(jìn)一步示出輻射電磁場與引導(dǎo)電磁場的區(qū)別，參考圖1，其描繪了作為在log-db布局上以千米為單位的距離的函數(shù)的以伏特每米為單位的任意參考之上的以分貝(db)為單位的場強(qiáng)的曲線圖100。圖1的曲線圖100描繪了引導(dǎo)場強(qiáng)度曲線103，其示出了作為距離的函數(shù)的引導(dǎo)電磁場的場強(qiáng)。該引導(dǎo)場強(qiáng)度曲線103基本上與傳輸線模式相同。此外，圖1描繪了輻射場強(qiáng)度曲線106，其示出了作為距離的函數(shù)的輻射電磁場的場強(qiáng)度。感興趣的是用于輻射和用于引導(dǎo)波傳播的曲線103/106的形狀。輻射場強(qiáng)度曲線106在幾何上(1/d，其中d是距離)下降，并且是重對數(shù)圖尺上的直線。另一方面，引導(dǎo)場強(qiáng)度曲線103具有特征指數(shù)衰減并且表現(xiàn)出特殊的拐點(diǎn)109。由此，如圖所示，引導(dǎo)電磁場的場強(qiáng)以的速率下降，而輻射電磁場的場強(qiáng)以1/d的速率下降，其中d是距離。由于引導(dǎo)場強(qiáng)度曲線103指數(shù)地下降的事實(shí)，引導(dǎo)場強(qiáng)度曲線103的特性在于如上所述的拐點(diǎn)109。引導(dǎo)場強(qiáng)度曲線103以及輻射場強(qiáng)度曲線106在以交叉距離出現(xiàn)的交叉點(diǎn)113處相交。在小于交叉距離的距離處，引導(dǎo)電磁場的場強(qiáng)在大多數(shù)位置處比輻射電磁場的場強(qiáng)明顯更大。在大于交叉距離的距離處，情況正好相反。因此，引導(dǎo)和輻射場強(qiáng)度曲線103和106還示出了引導(dǎo)和輻射電磁場之間的基本傳播差異。對于引導(dǎo)和輻射電磁場之間的差異的非正式討論，參考milligan,t.，modernantennadesign(現(xiàn)代天線設(shè)計(jì))，麥格勞-希爾，第1版，1985，第8-9頁，其全部內(nèi)容以引用的方式并入本文。上文做出的輻射和引導(dǎo)電磁波之間的區(qū)別，形式上容易地表示并以嚴(yán)密的基礎(chǔ)區(qū)分。這兩種不同的解決方案可以從一個(gè)并且是同一個(gè)線性偏微分方程中出現(xiàn)，從施加在問題上的邊界條件解析產(chǎn)生波動(dòng)方程。波動(dòng)方程的格林(green)函數(shù)本身包含輻射波和引導(dǎo)波的性質(zhì)之間的區(qū)別。在空白空間中，波動(dòng)方程是微分算子，其本征函數(shù)具有復(fù)數(shù)波數(shù)平面上的特征值的連續(xù)譜。這種橫向電磁(tem)場稱為輻射場，并且那些傳播場稱為“赫茲波”(hertzianwaves)。然而，在存在傳導(dǎo)邊界的情況下，波動(dòng)方程附加邊界條件在數(shù)學(xué)上導(dǎo)致由連續(xù)光譜加上離散光譜的和組成的波數(shù)的光譜表示。為此，參考sommerfeld,a.，“uberdieausbreitungderwelleninderdrahtlosentelegraphie”(關(guān)于波在無線電報(bào)的傳播)，物理年鑒，第28卷，1909，第665-736頁。還參見sommerfeld,a.，“problemsofradio”(無線電的問題)，作為partialdifferentialequationsinphysics–lecturesontheoreticalphysics:volumevi(物理中的部分微分方程-理論物理講座：第vi卷)的第6章，學(xué)術(shù)出版社，1949，第236-289，295-296頁中公開；collin,r.e.，“hertziandipoleradiatingoveralossyearthorsea:someearlyandlate20thcenturycontroversies”(在有損地球或海洋上的赫茲偶極輻射：一些二十世紀(jì)早期和晚期的爭論)，ieeeantennasandpropagationmagazine(ieee天線和傳播雜志)，第46卷，no.2，2004年4月，第64-79頁；和reich,h.j.，ordnung,p.f，krauss,h.l.和skalnik,j.g.，microwavetheoryandtechniques(微波理論與技術(shù))，范.諾斯特蘭德，1953，第291-293頁，這些參考文獻(xiàn)中的每一個(gè)的全部內(nèi)容以引用的方式并入本文。綜上所述，首先，對應(yīng)于分支截止積分，波數(shù)特征值譜的連續(xù)部分產(chǎn)生輻射場，其次，離散光譜以及從積分輪廓封閉的極點(diǎn)所產(chǎn)生的對應(yīng)剩余總和，導(dǎo)致非tem行進(jìn)表面波在橫向于傳播的方向上呈指數(shù)衰減。表面波是引導(dǎo)傳輸路線模式。為了進(jìn)一步的解釋，參考friedman,b.，principlesandtechniquesofappliedmathematics(應(yīng)用數(shù)學(xué)理論與技巧)，威利，1956，第214，283-286，290，298-300頁。在自由空間中，天線激發(fā)波動(dòng)方程的連續(xù)本征值，其是輻射場，其中具有ez和同相的向外傳播的rf能量永遠(yuǎn)消失。另一方面，波導(dǎo)探針激發(fā)離散的特征值，這導(dǎo)致傳輸線傳播。參見collin,r.e.，fieldtheoryofguidedwaves(引導(dǎo)波的場理論)，麥格勞-希爾，1960，第453，474-477頁。盡管這樣的理論分析已經(jīng)提出了在有損耗的均勻介質(zhì)的平面或球形表面上發(fā)射開放表面引導(dǎo)波的假設(shè)可能性，但是在一個(gè)多世紀(jì)以來，在工程領(lǐng)域中沒有已知的結(jié)構(gòu)用于以任何實(shí)際效率實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。不幸的是，由于它出現(xiàn)在1900年代早期，上述的理論分析基本上仍然是一個(gè)理論，并且沒有已知的結(jié)構(gòu)用于實(shí)際上實(shí)現(xiàn)在有損耗的均勻介質(zhì)的平面或球形表面上發(fā)射開放表面引導(dǎo)波。根據(jù)本公開的各種實(shí)施例，描述了各種多相波導(dǎo)探針，其被配置為激發(fā)具有沿著有損傳導(dǎo)介質(zhì)的表面合成表面波導(dǎo)模式形式的合成場的徑向表面電流。這種引導(dǎo)電磁場在幅度和相位上與有損傳導(dǎo)介質(zhì)的表面上的引導(dǎo)表面波模式基本上模式匹配。這種引導(dǎo)表面波模式也可以稱為澤尼克(zenneck)表面波模式。由于由本文所描述的多相波導(dǎo)探針激發(fā)的合成場與有損傳導(dǎo)介質(zhì)的表面上的澤尼克表面波模式基本上模式匹配的事實(shí)，所以澤尼克表面波形式的引導(dǎo)電磁場是沿著有損傳導(dǎo)介質(zhì)的表面發(fā)射。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，有損傳導(dǎo)介質(zhì)包括諸如地球的陸地介質(zhì)。參考圖2，示出了傳播界面，其提供對由jonathanzenneck于1907年推導(dǎo)出的麥克斯韋(maxwell)方程的邊界值的解的檢查，如在他的論文zenneck,j.，“onthepropagationofplaneelectromagneticwavesalongaflatconductingsurfaceandtheirrelationtowirelesstelegraphy”(對平面電磁波沿平坦的傳導(dǎo)表面和無線電報(bào)的關(guān)系傳播)，annalenderphysik(《物理學(xué)年鑒》)，系列4，第23卷，1907年9月20日，第846-866頁中公開的。圖2描繪了沿著指定為區(qū)域1的有損傳導(dǎo)介質(zhì)和指定為區(qū)域2的絕緣體之間的界面的徑向傳播波的圓柱坐標(biāo)。區(qū)域1可以包括例如任何有損傳導(dǎo)介質(zhì)。在一個(gè)示例中，這樣的有損傳導(dǎo)介質(zhì)可以包括陸地介質(zhì)，例如地球或其他介質(zhì)。區(qū)域2是與區(qū)域1共享邊界界面并且相對于區(qū)域1具有不同本構(gòu)參數(shù)的第二介質(zhì)。區(qū)域2可以包括例如任何絕緣體，諸如大氣或其他介質(zhì)。這種邊界界面的反射系數(shù)僅對于在復(fù)數(shù)布魯斯特(brewster)角處的入射而變?yōu)榱?。參見stratton,j.a.，electromagnetictheory(《電磁理論》)，麥格勞-希爾，1941，第516頁。根據(jù)各種實(shí)施例，本公開闡述了各種多相波導(dǎo)探針，其生成與包括區(qū)域1的有損傳導(dǎo)介質(zhì)的表面上的澤尼克表面波模式基本上模式匹配的電磁場。根據(jù)各種實(shí)施例，這樣的電磁場基本上合成在有損傳導(dǎo)介質(zhì)的復(fù)數(shù)布魯斯特角處正面入射的波，其導(dǎo)致零反射。為了進(jìn)一步解釋，在區(qū)域2中，其中ejωt場變量被假定，并且其中ρ≠0以及z≥0(z是垂直于區(qū)域1的表面的垂直坐標(biāo)，ρ是圓柱坐標(biāo)中的徑向尺寸)，麥克斯韋方程的澤尼克閉式精確解滿足沿著界面的邊界條件，其由以下電場和磁場分量表示：以及(2)在區(qū)域1中，其中ejωt場變量被假定，并且其中ρ≠0和z≤0，麥克斯韋方程的澤尼克閉式精確解滿足沿著界面的邊界條件，其由以下電場和磁場分量表示：以及(5)在這些表達(dá)式中，是第二類和n階的復(fù)自變量漢克爾(hankel)函數(shù)，u1是區(qū)域1中正垂直方向上的傳播常數(shù)，u2是區(qū)域2中的垂直方向上的傳播常數(shù)，σ1是區(qū)域1的傳導(dǎo)率，ω等于2πf，其中f是激發(fā)頻率，εo是自由空間的介電常數(shù)，ε1是區(qū)域1的介電常數(shù)，a是由源施加的源常數(shù)，z是垂直于區(qū)域1的表面的垂直坐標(biāo)，γ是表面波徑向傳播常數(shù)，ρ是徑向坐標(biāo)。通過分離區(qū)域1和2之間的界面之上和之下的波動(dòng)方程，并施加邊界條件，確定±z方向上的傳播常數(shù)。該操作在區(qū)域2給出，以及在區(qū)域1給出，u1＝-u2(εr-jx)。(8)徑向傳播常數(shù)γ由下式給出其是一個(gè)復(fù)數(shù)的表達(dá)式。在所有上述等式中，以及(10)其中μo包括自由空間的磁導(dǎo)率，εr包括區(qū)域1的相對介電常數(shù)。因此，所產(chǎn)生的表面波平行于界面?zhèn)鞑ゲ⒋怪庇谄渲笖?shù)衰減。這被稱為消散性。因此，等式(1)-(3)可以被認(rèn)為是圓柱對稱的徑向傳播波導(dǎo)模式。參見barlow,h.m.，和brown,j.，radiosurfacewaves(《無線電表面波》)，牛津大學(xué)出版社，1962，第10-12，29-33頁。本公開詳述了激發(fā)該“開放邊界”(openboundary)波導(dǎo)模式的結(jié)構(gòu)。具體地，根據(jù)各種實(shí)施例，多相波導(dǎo)探針設(shè)置有適當(dāng)尺寸的充電端子，其相對于彼此定位并且被供給電壓和/或電流，以便激發(fā)表面波導(dǎo)模式的場的相對相位，其將沿著區(qū)域2和區(qū)域1之間的邊界界面發(fā)射。為了進(jìn)一步繼續(xù)，區(qū)域1和區(qū)域2之間的里奧托維奇(leontovich)阻抗邊界條件被表示為其中是在正垂直(+z)方向上的單位法線，并且是由上述等式(1)表示的區(qū)域2中的磁場強(qiáng)度。等式(12)意味著等式(1)-(3)中描述的場可以通過沿著邊界界面驅(qū)動(dòng)徑向表面電流密度來獲得，這種徑向表面電流密度被描述為其中a是待確定的常數(shù)。此外，應(yīng)當(dāng)注意，接近多相波導(dǎo)探針(對于ρ<<λ)，上述等式(13)具有性能人們可能會注意到負(fù)號。這意味著當(dāng)源電流垂直向上流動(dòng)時(shí)，所需的“接近(close-in)”接地電流徑向向內(nèi)流動(dòng)。通過“接近”的場匹配，我們發(fā)現(xiàn)在等式(1)-(6)和(13)中，因此，等式(13)可以重述為然后參照圖3，示出了多相波導(dǎo)探針200的示例，其包括沿著垂直軸z布置的充電端子t1和充電端子t2。根據(jù)本公開的實(shí)施例，多相波導(dǎo)探針200設(shè)置在有損傳導(dǎo)介質(zhì)203上方。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，有損傳導(dǎo)介質(zhì)203構(gòu)成區(qū)域1(圖2)。此外，第二介質(zhì)206與有損傳導(dǎo)介質(zhì)203共享邊界界面并構(gòu)成區(qū)域2(圖2)。多相波導(dǎo)探針200包括探針耦合電路209，其將激發(fā)源213耦合到充電端子t1和t2，如參考后面的圖所更詳細(xì)討論的。充電端子t1和t2位于有損傳導(dǎo)介質(zhì)203上方。充電端子t1可以被認(rèn)為是電容器，并且充電端子t2可以包括如本文所述的平衡或較低電容器。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，充電端子t1位于高度h1處，并且充電端子t2位于t1的正下方沿垂直軸z的高度h2處，其中h2小于h1。由多相波導(dǎo)探針200呈現(xiàn)的傳輸結(jié)構(gòu)的高度h為h＝h1-h2。給定上述討論，可以確定有損傳導(dǎo)介質(zhì)jρ(ρ)的表面上的徑向澤尼克表面電流的漸近線為j1(ρ)接近和j2(ρ)遠(yuǎn)離，其中接近(ρ<λ/8)：以及(17)遠(yuǎn)離(ρ>＞λ/8)：其中i1是饋送第一充電端子t1上的電荷q1的傳導(dǎo)電流，i2是饋送第二充電端子t2上的電荷q2的傳導(dǎo)電流。上部充電端子t1上的電荷q1由q1＝c1v1確定，其中c1是充電端子t1的隔離電容。注意，存在由給出上文闡述的j1的第三分量，其來自里奧托維奇邊界條件，并且是有損傳導(dǎo)介質(zhì)203中的徑向電流貢獻(xiàn)，由第一充電端子q1上的升高的振蕩電荷的準(zhǔn)靜態(tài)場抽運(yùn)。的量是有損傳導(dǎo)介質(zhì)的徑向阻抗，其中γe＝(jωμ1σ1-ω2μ1ε1)1/2。如由等式(17)和(18)闡述的代表徑向電流接近和遠(yuǎn)離的漸近線是復(fù)量。根據(jù)各種實(shí)施例，物理表面電流j(r)被合成以在幅度和相位上盡可能地匹配當(dāng)前漸近線。也就是說，接近，|j(r)|與|j1|相切，并且遠(yuǎn)離，|j(r)|與|j2|相切。此外，根據(jù)各種實(shí)施例，j(r)的相位應(yīng)從j1接近的相位轉(zhuǎn)變到j(luò)2遠(yuǎn)離的相位。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，如果適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)本文所述的多相波導(dǎo)探針的各種實(shí)施例中的任何一個(gè)，則該配置將至少給出與澤尼克模式匹配的近似幅度和相位并發(fā)射澤尼克表面波。應(yīng)當(dāng)注意，相位遠(yuǎn)離ф2成比例于與對應(yīng)于e-jβρ的傳播相位加上其為的對于的相位的固定“相位提升(phaseboost)”，其中γ在上述等式(9)中表示，并且取決于有損傳導(dǎo)介質(zhì)上的傳輸位置處的εr和σ的值以及操作頻率f，具有兩個(gè)復(fù)根的大約為45°或225°。換句話說，為了在傳輸位置處匹配澤尼克表面波模式以發(fā)射澤尼克表面波，表面電流|j2|遠(yuǎn)離的相位應(yīng)該與表面電流|j1|接近的相位不同，通過對應(yīng)于的傳播相位加上大約45度或225度的常數(shù)。這是因?yàn)橛袃蓚€(gè)根，一個(gè)接近π/4，一個(gè)接近5π/4。正確調(diào)節(jié)的合成徑向表面電流為根據(jù)麥克斯韋方程，這種j(ρ)表面電流自動(dòng)產(chǎn)生的場符合以及(22)因此，對于要匹配的澤尼克表面波模式，表面電流|j2|遠(yuǎn)離與表面電流|j1|接近之間的相位的區(qū)別是由于上述等式(20)-(23)中的漢克爾函數(shù)的固有特性。重要的是認(rèn)識到由等式(1)-(6)和(20)表示的場具有綁定到有損界面的傳輸線模式的性質(zhì)，而不是諸如與地波傳播相關(guān)聯(lián)的輻射場。參見barlow,h.m.和brown,j.，radiosurfacewaves(《無線電表面波》)，牛津大學(xué)出版社，1962，第1-5頁。這些場自動(dòng)滿足復(fù)數(shù)布魯斯特角對零反射的要求，這意味著輻射是可忽略的，而表面引導(dǎo)波傳播顯著增強(qiáng)，如在下面提供的實(shí)驗(yàn)結(jié)果中驗(yàn)證和支持的。在這一點(diǎn)上，提供了對等式(20)-(23)中使用的漢克爾函數(shù)的性質(zhì)的回顧，重點(diǎn)在于波動(dòng)方程的這些解的特殊性質(zhì)?？梢杂^察到，第一和第二類和n階的漢克爾函數(shù)被定義為第一和第二類型的標(biāo)準(zhǔn)貝塞爾(bessel)函數(shù)的復(fù)合組合以及(24)這些函數(shù)分別表示徑向向內(nèi)(上標(biāo)(1))和向外(下標(biāo)(1))傳播的圓柱波，該定義類似于關(guān)系e±jx＝cosx±jsinx。例如，參見harrington,r.f.，time-harmonicfields(《時(shí)間諧波場》)，麥格勞-希爾，1961，第460-463頁。hn(2)(kρρ)是輸出波，其容易地從直接從jn(x)和nn(x)的系列定義獲得的大自變量漸近行為中識別，當(dāng)乘以ejωt時(shí)，其是具有1/√ρ空間變化的形式為ej(ωt-kρ)的向外傳播的圓柱波。指數(shù)分量的相位是ψ＝(ωt–kρ)。也很明顯的是并且，漢克爾函數(shù)的另一個(gè)有用的性質(zhì)表示為其由jahnke,e.和f.emde，tablesoffunctions(《多功能表》)，多佛，1945，第145頁描述。此外，向外傳播的漢克爾函數(shù)的小自變量和大自變量漸進(jìn)線如下：注意，這些漸進(jìn)表達(dá)式是復(fù)量。此外，與普通的正弦函數(shù)不同，復(fù)數(shù)漢克爾函數(shù)的行為在距離遠(yuǎn)點(diǎn)不同的近處和遠(yuǎn)處不同。當(dāng)x是實(shí)數(shù)時(shí)，等式(29)-(30)的相位相差其對應(yīng)于45°的額外相位提前或“相位提升(phaseboost)”，或等效于λ/8。參考圖4，為了進(jìn)一步示出所示的j1(圖3)和j2(圖3)之間的相變，示出了相對于多相波導(dǎo)探針200(圖3)的位置的表面電流j1接近和j2遠(yuǎn)離的相位的示例。如圖4所示，存在三個(gè)不同的觀察點(diǎn)p0，p1和p2。過渡區(qū)域位于觀察點(diǎn)p1和觀察點(diǎn)p2之間。觀察點(diǎn)p0位于多相波導(dǎo)探針200的位置。觀察點(diǎn)p1位于從觀察點(diǎn)p0相距距離r1處的“接近(close-in)”，其將觀察點(diǎn)p1置于過渡區(qū)域216和觀察點(diǎn)p0之間。如圖所示，觀察點(diǎn)p2位于從觀察點(diǎn)p0超過過渡區(qū)域216的距離r2處的“遠(yuǎn)離(far-out)”。在觀察點(diǎn)p0處，徑向電流j的幅度和相位被表示為在觀察點(diǎn)p1處，徑向電流j的幅度和相位被表示為其中βr1的相移歸因于觀察點(diǎn)p0和p1之間的距離r1。在觀察點(diǎn)p2處，徑向電流j的幅度和相位表示為其中的相移歸因于觀察點(diǎn)p0和p2之間的距離r2以及在過渡區(qū)域216中發(fā)生的附加相移。附加相移作為如上所述的漢克爾函數(shù)的特性出現(xiàn)。前述反映了多相波導(dǎo)探針200產(chǎn)生表面電流j1接近，并且然后轉(zhuǎn)換到j(luò)2電流遠(yuǎn)離的事實(shí)。在過渡區(qū)域216中，澤尼克表面波導(dǎo)模式的相位轉(zhuǎn)變大約45度或由于澤尼克表面波導(dǎo)模式的相位在過渡區(qū)域216中看起來為前進(jìn)45度，所以該轉(zhuǎn)變或相移可以被認(rèn)為是“相位提升”。過渡區(qū)域216看起來發(fā)生在小于操作頻率的波長的1/10處。參考回圖3，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，可以創(chuàng)建多相波導(dǎo)探針，其將發(fā)射適當(dāng)?shù)膹较虮砻骐娏鞣植?。根?jù)一個(gè)實(shí)施例，在徑向方向上創(chuàng)建澤尼克波導(dǎo)模式。如果可以創(chuàng)建由等式(20)給出的j(r)，則它將自動(dòng)發(fā)射澤尼克表面波。此外，提供關(guān)于圖3所示的一個(gè)示例多相波導(dǎo)探針的充電端子t1和t2上的電荷q1和q2的電荷圖像q1'和q2'的進(jìn)一步討論。如本文所描述的，對于有損傳導(dǎo)介質(zhì)的分析假設(shè)在多相波導(dǎo)探針下方存在與電荷存儲器t1和t2的電荷q1和q2一致的感應(yīng)有效圖像電荷q1'和q2'。這樣的圖像電荷q1'和q2'在分析中也必須被考慮。這些圖像電荷q1'和q2'不僅如他們在理想導(dǎo)體的情況下那樣，與電荷存儲器t1和t2上的主源電荷q1和q2相差180°。例如有損傳導(dǎo)介質(zhì)(諸如，陸地介質(zhì))呈現(xiàn)相移圖像。也就是說，圖像電荷q1'和q2'處于復(fù)數(shù)深度。對于復(fù)數(shù)圖像的討論，參考wait,j.r.，“compleximagetheory-revisited”(復(fù)數(shù)圖像理論回顧)，ieeeantennasandpropagationmagazine(《ieee天線與傳播雜志》)，第33卷，第4，1991年8月，第27-29頁，其全部內(nèi)容以引用的方式并入本文。代替處于等于電荷q1和q2的高度(即，zn'＝-hn)的深度的圖像電荷q1'和q2'，傳導(dǎo)反射鏡215位于深度z＝-d/2處，并且圖像本身出現(xiàn)在“復(fù)數(shù)距離(complexdistance)”(即，“距離”()具有幅度和相位)，其由zn'＝-dn＝-(d+hn)≠-hn給出，其中n＝1，2。對于垂直極化源，其中以及(32)圖像電荷q1'和q2'的復(fù)數(shù)間距則意味著當(dāng)界面是無損電介質(zhì)或完全導(dǎo)體時(shí)，外部場將經(jīng)歷未遇到過的額外相移。有損電介質(zhì)圖像理論技術(shù)的本質(zhì)是通過位于復(fù)數(shù)深度z＝-d/2的完全導(dǎo)體來代替有限傳導(dǎo)地球(或有損電介質(zhì))。接下來，源圖像然后位于復(fù)深度dn＝d/2+d/2+hn＝d+hn，其中n＝1，2。之后，可以使用物理電荷(在z＝+h)加上其圖像(在z'＝-d)的疊加計(jì)算關(guān)于地面(z≥0)的場。在復(fù)數(shù)深度處的電荷圖像q1'和q2'實(shí)際上有助于獲得上述等式(20)和(21)中指定的期望電流相位。從上述等式(2)和(3)，注意到區(qū)域2中e2z到e2ρ的比率由以下給出此外，應(yīng)當(dāng)注意，漸近地，因此，直接從等式(2)和(3)得出：其中ψi,b是復(fù)數(shù)布魯斯特角。通過調(diào)節(jié)源分布并在有損傳導(dǎo)介質(zhì)203的表面合成復(fù)數(shù)布魯斯特角照明，澤尼克表面波可以被激發(fā)。參考圖5，所示的是入射場e偏振平行于入射平面。電場矢量e將被合成為偏振平行于入射平面的入射非均勻平面波。電場矢量e可以從獨(dú)立的水平和垂直分量創(chuàng)建為：幾何學(xué)上，圖5的圖示表明：eρ(ρ,z)＝e(ρ,z)cosψo(hù)，以及(38a)這意味著該場的比率是然而從等式(36)調(diào)回，因此，對于澤尼克表面波，我們期望ψo(hù)＝θi,b，這導(dǎo)致該些等式意味著，如果控制復(fù)數(shù)場的比率的大小以及在平行于入射平面的平面中的入射垂直和水平分量ez和ep之間的相對相位，則合成的e場矢量將被有效地作出，以在復(fù)數(shù)布魯斯特角處入射。這種情況將在區(qū)域1和區(qū)域2之間的界面上合成地激發(fā)澤尼克表面波。參考圖6，所示的是根據(jù)本公開的實(shí)施例的設(shè)置在有損傳導(dǎo)介質(zhì)203上方的多相波導(dǎo)探針200的另一視圖。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，有損傳導(dǎo)介質(zhì)203構(gòu)成區(qū)域1(圖2)。此外，第二介質(zhì)206與有損傳導(dǎo)介質(zhì)203共享邊界界面并且構(gòu)成區(qū)域2(圖2)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，有損傳導(dǎo)介質(zhì)203包括陸地介質(zhì)，例如地球。為此，這種陸地介質(zhì)包括其上包括的所有結(jié)構(gòu)或形式，無論是天然的還是人造的。例如，這種陸地介質(zhì)可以包括自然元素，諸如巖石、土壤、沙子、淡水、海水、樹木、植被以及構(gòu)成我們的星球的所有其他自然元素。另外，這種陸地介質(zhì)可以包括人造元件，諸如混凝土、瀝青、建筑材料和其他人造材料。在其他實(shí)施例中，有損傳導(dǎo)介質(zhì)203可以包括除了地球之外的一些介質(zhì)，無論是天然存在的還是人造的。在其他實(shí)施例中，有損傳導(dǎo)介質(zhì)203可以包括其他介質(zhì)，諸如人造表面和諸如汽車、飛機(jī)、人造材料(諸如膠合板、塑料片材或其他材料)或其他媒介的結(jié)構(gòu)。在有損傳導(dǎo)介質(zhì)203包括陸地介質(zhì)或地球的情況下，第二介質(zhì)206可以包括地面上方的大氣。因此，大氣可以被稱為包括空氣和構(gòu)成地球大氣的其他元素的“大氣介質(zhì)(atmosphericmedium)”。另外，第二介質(zhì)206可以包括相關(guān)于有損傳導(dǎo)介質(zhì)203的其他介質(zhì)。多相波導(dǎo)探針200包括一對充電端子t1和t2。盡管示出的是兩個(gè)充電端子t1和t2，但是應(yīng)當(dāng)理解，可以存在兩個(gè)以上的充電端子t1和t2。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，充電端子t1和t2沿垂直于由有損傳導(dǎo)介質(zhì)203呈現(xiàn)的平面的垂直軸z定位在有損傳導(dǎo)介質(zhì)203上方。在這方面，充電端子t1直接位于充電端子t2上方，盡管可以使用兩個(gè)或更多個(gè)充電端子tn的一些其他布置。根據(jù)各種實(shí)施例，電荷q1和q2可以施加在各個(gè)充電端子t1和t2上。充電端子t1和/或t2可以包括可以保持電荷的任何導(dǎo)電塊。充電端子t1具有自電容c1，并且充電端子t2具有自電容c2。充電端子t1和/或t2可以包括任何形狀，諸如球形、盤形、圓柱形、錐形、環(huán)形、隨機(jī)形狀或任何其他形狀。還要注意，充電端子t1和t2不需要是相同的，而是每個(gè)可以具有單獨(dú)的尺寸和形狀，并且由不同的傳導(dǎo)材料構(gòu)成。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，充電端子t1的形狀被指定為保持盡可能多的電荷。最終，由多相波導(dǎo)探針200發(fā)射的澤尼克表面波的場強(qiáng)與端子t1上的電荷量直接成正比。如果充電端子t1和/或t2是球形或盤形，則可以計(jì)算各自的自電容c1和c2。例如，隔離的導(dǎo)電球的自電容是c＝4πεor，其中r包括以米為單位的球的半徑。隔離的盤的自電容是c＝8εor，其中r包括以米為單位的盤的半徑。因此，在給定電荷存儲器t1的自電容c1和施加到充電端子t1的電壓v的情況下，存儲在充電端子t1上的電荷q1可以計(jì)算為q1＝c1v。進(jìn)一步參考圖6，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，多相波導(dǎo)探針200包括耦合到充電端子t1和t2的探針耦合電路209。探針耦合電路209促進(jìn)將激發(fā)源213耦合到充電端子t1和t2，并且便于針對給定操作頻率在充電端子t1和t2上產(chǎn)生相應(yīng)的電壓幅度和相位。如果采用兩個(gè)以上的充電端子tn，則探針耦合電路209將被配置為便于在各個(gè)充電端子tn上相對于彼此產(chǎn)生各種電壓幅度和相位。在多相波導(dǎo)探針200的實(shí)施例中，探針耦合電路209包括將要描述的各種電路配置。此外，提供探針控制系統(tǒng)218以控制將要被描述的多相波導(dǎo)探針200的各種參數(shù)。在一個(gè)實(shí)施例中，探針耦合電路209被指定為使得多相波導(dǎo)探針200電半波諧振。這在任何給定時(shí)間在端子t1或t2中的第一端子上施加電壓+v，在端子t1或t2中的第一端子上施加-v。在這種情況下，如可以理解的，各個(gè)充電端子t1和t2上的電壓是180度反相的。在各個(gè)充電端子t1和t2上的電壓是180度反相的情況下，充電端子t1和t2上經(jīng)歷最大的電壓幅度差。或者，探針耦合電路209可以被配置為使得充電端子t1和t2之間的相位差不為180度。為此，可以調(diào)節(jié)探針耦合電路209以在多相波導(dǎo)探針200的調(diào)節(jié)期間改變電壓幅度和相位。由于在充電端子t2的正上方放置充電端子t1，在充電端子t1和t2之間產(chǎn)生互電容cm。同樣，充電端子t1具有如上所述的自電容c1，并且充電端子t2具有如上所述的自電容c2。根據(jù)充電端子t1和t2的各自的高度，在充電端子t1和有損傳導(dǎo)介質(zhì)203之間還可以存在束縛電容，并且在充電端子t2和有損傳導(dǎo)介質(zhì)203之間可以存在束縛電容?；ル娙輈m取決于充電端子t1和t2之間的距離。最終，由多相波導(dǎo)探針200產(chǎn)生的場強(qiáng)將與施加在上端子t1上的電荷q1的大小成正比。由于q1＝c1v，電荷q1又與與充電端子t1相關(guān)聯(lián)的自電容c1成比例，其中v是施加在充電端子t1上的電壓。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，激發(fā)源213耦合到探針耦合電路209，以便向多相波導(dǎo)探針200施加信號。激發(fā)源213可以是任何合適的電源，諸如電壓或者能夠產(chǎn)生該電壓的電流或者施加到多相波導(dǎo)探針200的操作頻率處的電流。為此，激發(fā)源213可包括例如，發(fā)生器、函數(shù)發(fā)生器、發(fā)射器或其他電源。在一個(gè)實(shí)施例中，激發(fā)源213可以通過磁耦合、電容耦合或?qū)щ?直接抽頭)耦合的方式耦合到多相波導(dǎo)探針200，如將要被描述的。在一些實(shí)施例中，探針耦合電路209可被耦合到有損傳導(dǎo)介質(zhì)203。同樣，在各種實(shí)施例中，激發(fā)源213可以被耦合到有損傳導(dǎo)介質(zhì)203，如將要被描述的。另外，應(yīng)當(dāng)注意，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，本文所述的多相波導(dǎo)探針200具有其輻射電阻rr非常小或甚至可忽略的性質(zhì)。應(yīng)當(dāng)記住，輻射電阻rr是等效電阻，其將耗散最終從天線輻射的等量的功率。根據(jù)各種實(shí)施例，多相波導(dǎo)探針200發(fā)射澤尼克表面波，該表面波是引導(dǎo)電磁波。根據(jù)各種實(shí)施例，本文所述的多相波導(dǎo)探針具有小的輻射電阻rr，因?yàn)檫@種多相波導(dǎo)探針的高度通常小于它們的操作波長。換句話說，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，本文所述的多相波導(dǎo)探針是“電小(electricallysmall)”的。如本文所考慮的，短語“電小”被定義為諸如本文所述的多相波導(dǎo)探針的各種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，其可以是物理上由半徑等于λ/2π的球體限定，其中λ是自由空間波長。參見fujimoto,k.，a.henderson，k.hirasawa和j.r.james，smallantennas(《小型天線》)，威利，1987，第4頁。進(jìn)一步討論，短單極天線的輻射電阻rr表示為其中短單極天線具有具有均勻電流分布的高度h，并且其中λ是在操作頻率處的波長。參見stutzman,w.l.etal.，“antennatheoryanddesign”(天線原理和設(shè)計(jì))，威利父子，1981，第93頁。假定輻射電阻rr的值被確定為的函數(shù)，則結(jié)果是，如果結(jié)構(gòu)的高度h小于操作頻率處的操作信號的波長，則輻射電阻rr也將是小的。作為一個(gè)示例，如果傳輸結(jié)構(gòu)的高度h是操作頻率處操作信號的波長的10％，則的結(jié)果值將是(.1)2＝.01。因此，輻射電阻rr相應(yīng)地是小的。因此，根據(jù)各種實(shí)施例，如果傳輸結(jié)構(gòu)的有效高度h小于或等于其中λ是操作頻率處的波長，則輻射電阻rr將相對地小。對于下面描述的多相波導(dǎo)探針200的各種實(shí)施例，傳輸結(jié)構(gòu)的高度h可以計(jì)算為h＝h1-h2，其中h1是充電端子t1的高度，h2是充電端子t2的高度。應(yīng)當(dāng)理解，本文所描述的多相波導(dǎo)探針200的每個(gè)實(shí)施例的傳輸結(jié)構(gòu)的高度h可以以類似的方式被確定。雖然被提供為一個(gè)基準(zhǔn)，但是應(yīng)當(dāng)理解，傳輸結(jié)構(gòu)的高度h與操作頻率處的操作信號的波長的比率可以是任何值。然而，應(yīng)當(dāng)理解，在給定的操作頻率下，隨著給定的傳輸結(jié)構(gòu)的高度增加，輻射電阻rr將對相應(yīng)地增加。根據(jù)操作頻率下的操作信號的高度h和波長的實(shí)際值，可能的是，輻射電阻rr可以具有這樣的值，使得一些量的輻射可以與澤尼克表面波的發(fā)射一起發(fā)生。為此，多相波導(dǎo)探針200可以被構(gòu)造為相對于操作頻率處的波長具有短的高度h，以便確保以輻射的形式損失少的或基本上為零的能量。此外，電荷存儲器t1和t2沿著垂直軸z的安置提供了由多相波導(dǎo)探針200發(fā)射的澤尼克表面波的對稱性，如上面闡述的等式(20)-(23)中的漢克爾函數(shù)所描述的。雖然多相波導(dǎo)探針200被示為具有沿垂直于構(gòu)成有損傳導(dǎo)介質(zhì)203的表面的平面的垂直軸z的兩個(gè)電荷存儲器t1和t2，但是應(yīng)當(dāng)理解，可以采用其他配置，其也將提供所期望的對稱性。例如，附加電荷存儲器tn可以沿著垂直軸z放置，或者可以采用一些其他布置。在一些實(shí)施例中，傳輸?shù)膶ΨQ性可能是不被期望的。在這種情況下，電荷存儲器tn可以布置成除了沿著垂直軸z之外的配置，以提供替代的傳輸分布模式。在適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)以在預(yù)定操作頻率下操作時(shí)，多相波導(dǎo)探針200沿著有損傳導(dǎo)介質(zhì)203的表面產(chǎn)生澤尼克表面波。為此，可以采用激發(fā)源213來以在預(yù)定頻率產(chǎn)生電能，其被施加到多相波導(dǎo)探針200以激發(fā)該結(jié)構(gòu)。來自激發(fā)源213的能量通過多相波導(dǎo)探針200以澤尼克表面波的形式傳輸?shù)揭粋€(gè)或多個(gè)接收器，該一個(gè)或多個(gè)接收器其也耦合到有損傳導(dǎo)介質(zhì)203或位于多相波導(dǎo)探針200的有效傳輸范圍內(nèi)。因此能量以澤尼克表面波的形式傳送，澤尼克表面波是表面波導(dǎo)模式或?qū)б姶艌?。在使用高壓線的現(xiàn)代電網(wǎng)的背景下，澤尼克表面波包括傳輸線模式。因此，由多相波導(dǎo)探針200產(chǎn)生的澤尼克表面波不是輻射波，而是在上述這些術(shù)語的意義上的引導(dǎo)波。澤尼克表面波是由于多相波導(dǎo)探針200產(chǎn)生的電磁場與有損傳導(dǎo)介質(zhì)203的表面上的澤尼克表面波模式基本上模式匹配的事實(shí)而被發(fā)射的。當(dāng)由多相波導(dǎo)探針200產(chǎn)生的電磁場是像這樣基本上模式匹配時(shí)，電磁場基本上合成在有損傳導(dǎo)介質(zhì)203的復(fù)數(shù)布魯斯特角處入射的波前，導(dǎo)致少的反射或沒有反射。注意，如果多相波導(dǎo)探針200不是基本上模式匹配于澤尼克表面波模式，則由于不會獲得有損傳導(dǎo)介質(zhì)203的復(fù)數(shù)布魯斯特角，澤尼克表面波將不會被發(fā)射。在有損傳導(dǎo)介質(zhì)203包括諸如地球的陸地介質(zhì)的情況下，澤尼克表面波模式將取決于多相波導(dǎo)探針200所位于的位置的介電常數(shù)εr和傳導(dǎo)率σ，如上面等式(1)-(11)所表明的。因此，上述等式(20)-(23)中的漢克爾函數(shù)的相位取決于發(fā)射場處的這些本構(gòu)參數(shù)和操作頻率?；谝粋€(gè)實(shí)施例，為了激發(fā)與澤尼克表面波模式相關(guān)的場，多相波導(dǎo)探針200基本上合成澤尼克表面波模式的有損傳導(dǎo)介質(zhì)上的徑向表面電流密度，其由上面闡述的等式(20)表示。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，電磁場隨后基本上或大致模式匹配于有損傳導(dǎo)介質(zhì)203的表面上的澤尼克表面波模式。為此，匹配應(yīng)該盡可能接近。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，電磁場基本匹配的澤尼克表面波模式在上面闡述的等式(21)-(23)中表示。為了合成澤尼克表面波模式的有損傳導(dǎo)介質(zhì)中的徑向表面電流密度，應(yīng)該調(diào)節(jié)多相波導(dǎo)探針200的電特性，以在給定操作頻率和給定傳輸位置電氣性質(zhì)的充電端子t1和t2上施加適當(dāng)?shù)碾妷悍群拖辔弧Ｈ绻捎脙蓚€(gè)以上的充電端子tn，則需要在各自的充電端子tn上施加適當(dāng)?shù)碾妷悍群拖辔?，其中n甚至可以是有效地包括連續(xù)的充電端子的非常大的數(shù)字。為了針對給定位置處的多相波導(dǎo)探針200的給定設(shè)計(jì)獲得適當(dāng)?shù)碾妷悍群拖辔?，可以使用迭代方法。具體地，考慮到終端t1和t2的饋送電流，充電端子t1和t2上的電荷以及他們在有損傳導(dǎo)介質(zhì)203中的圖像，可以對多相波導(dǎo)探針200的給定激發(fā)和配置執(zhí)行分析以確定產(chǎn)生的徑向表面電流密度。該過程可以迭代地執(zhí)行，直到基于期望的參數(shù)確定給定多相波導(dǎo)探針200的最佳配置和激發(fā)。為了幫助確定給定的多相波導(dǎo)探針200是否在最佳水平下操作，基于位于多相波導(dǎo)探針200位置處的區(qū)域1的傳導(dǎo)性的值(σ1)以及區(qū)域1的介電常數(shù)(ε1)，使用上述等式(1)-(11)可以產(chǎn)生引導(dǎo)場強(qiáng)度曲線103(圖1)。這種引導(dǎo)場強(qiáng)度曲線103將為操作提供基準(zhǔn)，使得所測量的場強(qiáng)度可以與由引導(dǎo)場強(qiáng)度曲線103表明的幅度進(jìn)行比較，以確定最佳傳輸是否已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。為了獲得優(yōu)化的多相波導(dǎo)探針200，可以調(diào)節(jié)與多相波導(dǎo)探針200相關(guān)聯(lián)的各種參數(shù)。換句話說，可以改變與多相波導(dǎo)探針200相關(guān)聯(lián)的各種參數(shù)，以將多相波導(dǎo)探針200調(diào)節(jié)到期望的操作配置?？梢愿淖円粋€(gè)參數(shù)以調(diào)節(jié)多相波導(dǎo)探針200，該參數(shù)是充電端子t1和/或t2中的一個(gè)或兩個(gè)相對于有損傳導(dǎo)介質(zhì)203的表面的高度。此外，也可以調(diào)節(jié)充電端子t1和t2之間距離或間隔。在這樣做時(shí)，可以最小化或以其他方式改變互電容cm或充電端子t1和t2與有損傳導(dǎo)介質(zhì)203之間的任何結(jié)合電容，如可以理解的。或者，可調(diào)節(jié)的另一參數(shù)是各個(gè)充電端子t1和/或t2的尺寸。通過改變充電端子t1和/或t2的尺寸，將改變相應(yīng)的自電容c1和/或c2以及互電容cm，如可以理解的。并且，存在于充電端子t1和t2與有損傳導(dǎo)介質(zhì)203之間的任何結(jié)合電容將被改變。這樣做時(shí)，充電端子t1和t2上的電壓幅度和相位被改變。此外，另一個(gè)可以被調(diào)節(jié)的參數(shù)是與多相波導(dǎo)探針200相關(guān)聯(lián)的探針耦合電路209。這可以通過調(diào)節(jié)組成探針耦合電路209的感抗和/或容抗的大小來實(shí)現(xiàn)。例如，在這種感抗包括線圈的情況下，可以調(diào)節(jié)這種線圈的匝數(shù)。最終，可以對探針耦合電路209進(jìn)行調(diào)節(jié)以改變探針耦合電路209的電長度，從而影響充電端子t1和t2上的電壓幅度和相位。也可以調(diào)節(jié)施加到多相波導(dǎo)探針200的激發(fā)源213的頻率以優(yōu)化澤尼克表面波的傳輸。然而，如果希望以給定頻率傳輸，則需要調(diào)節(jié)其他參數(shù)以優(yōu)化發(fā)射。注意，通過進(jìn)行各種調(diào)節(jié)執(zhí)行的傳輸?shù)牡梢酝ㄟ^使用計(jì)算機(jī)模型或通過調(diào)節(jié)物理結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，如可以理解的。在一種方法中，調(diào)諧到傳輸頻率的場測量儀可以放置在離多相波導(dǎo)探針200適當(dāng)?shù)木嚯x處，并且可以如上所述進(jìn)行調(diào)節(jié)，直到檢測到所產(chǎn)生的澤尼克表面波的最大或任何其他期望的場強(qiáng)。為此，可以將場強(qiáng)與在所需的操作頻率和端子t1和t2上的電壓下產(chǎn)生的引導(dǎo)場強(qiáng)度曲線103(圖1)進(jìn)行比較。根據(jù)一種方法，用于放置這種場測量儀的適當(dāng)距離可以被指定為大于上述“遠(yuǎn)離”區(qū)域中的表面電流j2控制的過渡區(qū)域216(圖4)。通過進(jìn)行上述調(diào)節(jié)，可以產(chǎn)生相應(yīng)的“接近”表面電流j1和“遠(yuǎn)離”表面電流j2，其近似于上面闡述的等式(17)和(18)中指定的澤尼克表面波模式的相同電流j(r)。這樣做時(shí)，所產(chǎn)生的電磁場將基本上或大致模式匹配于有損傳導(dǎo)介質(zhì)203的表面上的澤尼克表面波模式。接下來參考圖7a至7j，所示的是根據(jù)本公開的各種實(shí)施例的多相波導(dǎo)探針200的附加示例，本文指示為多相波導(dǎo)探針200a-j。根據(jù)各種實(shí)施例，每個(gè)多相波導(dǎo)探針200a-j包括不同的探針耦合電路209，這里指示為探針耦合電路209a-j。盡管描述了探針耦合電路209a-j的若干示例，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些實(shí)施例僅僅是示例，并且可以存在本文未闡述的許多其他探針耦合電路209，其可以用于根據(jù)本文闡述的原理在充電端子t1和t2上提供期望的電壓幅度和相位，以便于發(fā)射澤尼克表面波。此外，每個(gè)探針耦合電路209a-j可以采用但不限于包括線圈的感應(yīng)阻抗。即使使用線圈，應(yīng)當(dāng)理解，集中和分布的其他電路元件也可以用作電抗。此外，除了本文所示的那些之外，探針耦合電路209a-j中可以包括其他電路元件。另外，應(yīng)注意，本文僅描述具有它們各自的探針耦合電路209a-j的各種多相波導(dǎo)探針200a-j以提供示例。為此，可以有許多其他多相波導(dǎo)探針200，其采用各種探針耦合電路209和可用于根據(jù)本文闡述的各種原理發(fā)射澤尼克表面波的其他電路?，F(xiàn)在參考圖7a，所示的是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的多相波導(dǎo)探針200(圖6)的第一示例，此處指示為多相波導(dǎo)探針200a。多相波導(dǎo)探針200a包括沿著垂直軸z放置的充電端子t1和t2，該垂直軸z基本上垂直于由有損傳導(dǎo)介質(zhì)203呈現(xiàn)的平面。第二介質(zhì)206在有損傳導(dǎo)介質(zhì)203之上。充電端子t1具有自電容c1，充電端子t2具有自電容c2。在操作期間，根據(jù)在任何給定時(shí)刻施加到充電端子t1和t2的電壓，電荷q1和q2分別施加到充電端子t1和t2。根據(jù)其間的距離，在充電端子t1和t2之間可以存在互電容cm。此外，根據(jù)各個(gè)充電端子t1和t2相對于有損傳導(dǎo)介質(zhì)203的高度，在各個(gè)充電端子t1和t2與有損傳導(dǎo)介質(zhì)203之間可以存在結(jié)合電容。多相波導(dǎo)探針200a包括探針耦合電路209a，該探針耦合電路209a包括感應(yīng)阻抗，該感應(yīng)阻抗包括具有耦合到各個(gè)充電端子t1和t2的一對引線的線圈l1a。在一個(gè)實(shí)施例中，線圈l1a被指定為具有在多相波導(dǎo)探針200a的操作頻率處的波長的一半(1/2)的電長度。雖然線圈l1a的電氣長度被指定為操作頻率處的波長的大約二分之一(1/2)，但是應(yīng)當(dāng)理解，線圈l1a可以以其他值的電長度來指定。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，線圈l1a在操作頻率處的電長度大約為波長的一半的事實(shí)提供了有利條件，即在充電端子t1和t2上產(chǎn)生最大電壓差。然而，當(dāng)調(diào)節(jié)多相波導(dǎo)探針200a以獲得澤尼克表面波模式的最佳激發(fā)時(shí)，線圈l1a的長度或直徑可以增加或減小?；蛘撸袘?yīng)阻抗被指定為具有明顯小于或大于多相波導(dǎo)探針200a的操作頻率處的波長的1/2的電長度的情況。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，激發(fā)源213通過磁耦合方式耦合到探針耦合電路209。具體地，激發(fā)源213耦合到感應(yīng)耦合到線圈l1a的線圈lp。如可以理解的，這可以通過鏈接耦合、抽頭線圈、可變電抗或其他耦合方法來實(shí)現(xiàn)。為此，線圈lp作為初級線圈，并且線圈l1a可以被理解為次級線圈。為了調(diào)節(jié)多相波導(dǎo)探針200a以傳輸所需的澤尼克表面波，各個(gè)充電端子t1和t2的高度可以相對于有損傳導(dǎo)介質(zhì)203及相對于彼此而改變。而且，可以改變充電端子t1和t2的尺寸。此外，線圈l1a的尺寸可以通過添加或消除匝數(shù)或通過改變線圈l1a的一些其他的部分來改變。基于多相波導(dǎo)探針200a的實(shí)驗(yàn)，這似乎是多相波導(dǎo)探針200a-j最容易去調(diào)節(jié)和操作以實(shí)現(xiàn)期望的效率的?，F(xiàn)在參考圖7b，所示的是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的多相波導(dǎo)探針200(圖6)的示例，此處指示為多相波導(dǎo)探針200b。多相波導(dǎo)探針200b包括沿著垂直軸z放置的充電端子t1和t2，該垂直軸z基本上垂直于由有損傳導(dǎo)介質(zhì)203呈現(xiàn)的平面。第二介質(zhì)206在有損傳導(dǎo)介質(zhì)203之上。如上所述，充電端子t1和t2沿著垂直軸z放置以在所得到的澤尼克表面波中提供圓柱形對稱性。充電端子t1具有自電容c1，并且充電端子t2具有自電容c2。在操作期間，根據(jù)在任何給定時(shí)刻施加到充電端子t1和t2的電壓，電荷q1和q2分別施加到充電端子t1和t2。根據(jù)其間的距離，在充電端子t1和t2之間可以存在互電容cm。此外，根據(jù)各個(gè)充電端子t1和t2相對于有損傳導(dǎo)介質(zhì)203的高度，各個(gè)充電端子t1和t2與有損傳導(dǎo)介質(zhì)203之間可以存在結(jié)合電容。多相波導(dǎo)探針200b還包括探針耦合電路209b，該探針耦合電路209b包括第一線圈l1b和第二線圈l2b。如圖所示，第一線圈l1b耦合到每個(gè)充電端子t1和t2。第二線圈l2b耦合到充電端子t2和有損傳導(dǎo)介質(zhì)203。激發(fā)源213以類似于對于上面闡述的多相波導(dǎo)探針200a(圖7a)所提及的方式磁耦合到探針耦合電路209b。為此，激發(fā)源213耦合到作為初級線圈的線圈lp及作為次級線圈的線圈l1b。或者，線圈l2b也可以作為次級線圈。為了調(diào)節(jié)多相波導(dǎo)探針200b以傳輸所需的澤尼克表面波，各個(gè)充電端子t1和t2的高度可以相對于有損傳導(dǎo)介質(zhì)203及相對于彼此而改變。而且，可以改變充電端子t1和t2的尺寸。除此之外，每個(gè)線圈l1b和l2b的尺寸可以通過添加或消除匝數(shù)或通過改變各個(gè)線圈l1a或l2b的一些其他的尺寸來改變?，F(xiàn)在參考圖7c，所示的是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的多相波導(dǎo)探針200(圖6)的另一個(gè)示例，此處指示為多相波導(dǎo)探針200c。多相波導(dǎo)探針200c包括沿著垂直軸z放置的充電端子t1和t2，該垂直軸z基本上垂直于由有損傳導(dǎo)介質(zhì)203呈現(xiàn)的平面。第二介質(zhì)206在有損傳導(dǎo)介質(zhì)203之上。充電端子t1具有自電容c1，充電端子t2具有自電容c2。在操作期間，根據(jù)在任何給定時(shí)刻施加到充電端子t1和t2的電壓，電荷q1和q2分別施加到充電端子t1和t2。根據(jù)其間的距離，在充電端子t1和t2之間可以存在互電容cm。并且，根據(jù)各個(gè)充電端子t1和t2相對于有損傳導(dǎo)介質(zhì)203的高度，各個(gè)充電端子t1和t2與有損傳導(dǎo)介質(zhì)203之間可以存在結(jié)合電容。多相波導(dǎo)探針200c還包括探針耦合電路209c，該探針耦合電路209c包括線圈l1c。如圖所示，線圈l1c的一端與充電端子t1耦合。線圈l1c的第二端與有損傳導(dǎo)介質(zhì)203耦合。耦合到充電端子t2的抽頭沿線圈l1c放置。激發(fā)源213以類似于關(guān)于上面闡述的多相波導(dǎo)探針200a(圖7a)所提及的方式磁耦合到探針耦合電路209c。為此，激發(fā)源213耦合到作為初級線圈的線圈lp及作為次級線圈的線圈l1c。線圈lp可以沿著線圈l1c放置在任何位置。為了調(diào)節(jié)多相波導(dǎo)探針200c以激發(fā)和傳輸所需的澤尼克表面波，各個(gè)充電端子t1和t2的高度可以相對于有損傳導(dǎo)介質(zhì)203及相對于彼此而改變。而且，可以改變充電端子t1和t2的尺寸。除此之外，線圈l1c的尺寸可以通過添加或消除線圈匝數(shù)或者通過改變線圈l1c的一些其他尺寸來改變。此外，可以通過移動(dòng)抽頭的位置來調(diào)節(jié)由抽頭上方和下方的線圈l1c的部分所呈現(xiàn)的電感?，F(xiàn)在參考7d，所示的是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的多相波導(dǎo)探針200(圖6)的又一示例，此處指示為多相波導(dǎo)探針200d。多相波導(dǎo)探針200d包括沿著垂直軸z放置的充電端子t1和t2，該垂直軸z基本上垂直于由有損傳導(dǎo)介質(zhì)203呈現(xiàn)的平面。第二介質(zhì)206在有損傳導(dǎo)介質(zhì)203之上。充電端子t1具有自電容c1，充電端子t2具有自電容c2。在操作期間，根據(jù)在任何給定時(shí)刻施加到充電端子t1和t2的電壓，電荷q1和q2分別施加到充電端子t1和t2。根據(jù)其間的距離，在充電端子t1和t2之間可以存在互電容cm。此外，根據(jù)各個(gè)的充電端子t1和t2相對于有損傳導(dǎo)介質(zhì)203的高度，各個(gè)充電端子t1和t2與有損傳導(dǎo)介質(zhì)203之間可以存在結(jié)合電容。多相波導(dǎo)探針200d還包括探針耦合電路209d，該探針耦合電路209d包括第一線圈l1d和第二線圈l2d。第一線圈l1d的第一端與充電端子t1耦合。并且第一線圈l1d的第二端與有損傳導(dǎo)介質(zhì)203耦合。第二線圈l2d的第一端與充電端子t2耦合，并且第二線圈l2d的第二端與有損傳導(dǎo)介質(zhì)203耦合。激發(fā)源213以類似于關(guān)于上面闡述的多相波導(dǎo)探針200a(圖7a)所提及的方式磁耦合到探針耦合電路209d。為此，激發(fā)源213耦合到作為初級線圈的線圈lp及作為次級線圈的線圈l2d?；蛘?，線圈l1b也可以作為次級線圈。為了調(diào)節(jié)多相波導(dǎo)探針200c以激發(fā)和傳輸所需的澤尼克表面波，各個(gè)充電端子t1和t2的高度可以相對于有損傳導(dǎo)介質(zhì)203及相對于彼此而改變。而且，可以改變充電端子t1和t2的尺寸。除此之外，每個(gè)線圈l1d和l2d的尺寸可以通過添加或消除線圈匝數(shù)或者通過改變各個(gè)線圈l1d或l2d的其他尺寸來改變。現(xiàn)在參考圖7e，所示的是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的多相波導(dǎo)探針200(圖6)的又一示例，此處指示為多相波導(dǎo)探針200e。多相波導(dǎo)探針200e包括沿著垂直軸z定位的充電端子t1和t2，該垂直軸線基本上垂直于由有損傳導(dǎo)介質(zhì)203呈現(xiàn)的平面。第二介質(zhì)206在有損傳導(dǎo)介質(zhì)203之上。如上所述，充電端子t1和t2沿著垂直軸z放置以在所得到的澤尼克表面波中提供圓柱形對稱性。充電端子t1具有自電容c1，充電端子t2具有自電容c2。在操作期間，根據(jù)在任何給定時(shí)刻施加到充電端子t1和t2的電壓，電荷q1和q2分別施加到充電端子t1和t2。根據(jù)其間的距離，在充電端子t1和t2之間可以存在互電容cm。并且，根據(jù)各個(gè)充電端子t1和t2相對于有損傳導(dǎo)介質(zhì)203的高度，各個(gè)充電端子t1和t2與有損傳導(dǎo)介質(zhì)203之間可以存在結(jié)合電容。多相波導(dǎo)探針200e還包括探針耦合電路209e，該探針耦合電路209e包括第一線圈l1e和電阻器r2。第一線圈l1e的第一引線耦合到充電端子t1，并且第一線圈l1e的第二引線耦合到有損傳導(dǎo)介質(zhì)203。電阻器r2的第一引線耦合到充電端子t2，并且電阻器r2的第二引線耦合到有損傳導(dǎo)介質(zhì)203。激發(fā)源213以類似于關(guān)于上面闡述的多相波導(dǎo)探針200a(圖7a)所提及的方式磁耦合到探針耦合電路209e。為此，激發(fā)源213耦合到作為初級線圈的線圈lp及作為次級線圈的線圈l1e。為了調(diào)節(jié)多相波導(dǎo)探針200e以傳輸所需的澤尼克表面波，各個(gè)充電端子t1和t2的高度可以相對于有損傳導(dǎo)介質(zhì)203及相對于彼此而改變。而且，可以改變充電端子t1和t2的尺寸。除此之外，線圈l1e的尺寸可以通過添加或消除線圈匝數(shù)或通過改變各個(gè)線圈l1e的一些其他尺寸來改變。此外，也可以調(diào)節(jié)電阻r2的大小。現(xiàn)在參考圖7f，所示的是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的多相波導(dǎo)探針200(圖6)的另一示例，此處指示為多相波導(dǎo)探針200f。多相波導(dǎo)探針200f包括充電端子t1用作第二充電端子的地屏(groundscreen)g。該充電端子t1用作第二充電端子的地屏g沿著垂直軸z放置，該垂直軸z基本上垂直于由有損傳導(dǎo)介質(zhì)203呈現(xiàn)的平面。第二介質(zhì)206在有損傳導(dǎo)介質(zhì)203之上。注意，為了計(jì)算傳輸結(jié)構(gòu)的高度h，地屏g的高度h2被從充電端子t1的高度h1減去。充電端子t1具有自電容c1，并且地屏g具有自電容c2。在操作期間，根據(jù)在任何給定時(shí)刻施加到充電端子t1和地屏g的電壓，電荷q1和q2分別施加在充電端子t1和地屏g上。根據(jù)其間的距離，在充電端子t1和地屏g之間可以存在互電容cm。并且，根據(jù)充電端子t1和地屏g相對于有損傳導(dǎo)介質(zhì)203的高度，在充電端子t1和/或地屏g和有損傳導(dǎo)介質(zhì)203之間可以存在結(jié)合電容。通常，由于接近有損傳導(dǎo)介質(zhì)203，接地屏g和有損傳導(dǎo)介質(zhì)203之間將存在結(jié)合電容。多相波導(dǎo)探針200f包括由感應(yīng)阻抗構(gòu)成的探針耦合電路209f，該感應(yīng)阻抗包括具有耦合到充電端子t1和地屏g的一對引線的線圈l1f。在一個(gè)實(shí)施例中，線圈l1f被指定為具有在多相波導(dǎo)探針200f的操作頻率處的波長的一半(1/2)的電長度。雖然線圈l1f的電氣長度被指定為操作頻率處的波長的大約一半(1/2)，但是應(yīng)當(dāng)理解，線圈l1f可以以其他值的電長度來指定。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，線圈l1f在操作頻率處的電長度大約為波長的一半的事實(shí)提供了在充電端子t1和地屏g上產(chǎn)生最大電壓差的優(yōu)點(diǎn)。然而，當(dāng)調(diào)節(jié)多相波導(dǎo)探針200f以獲得澤尼克表面波的最佳傳輸時(shí)，線圈l1f的長度或直徑可以增加或減小?；蛘?，可能的情況是，感應(yīng)阻抗被規(guī)定為具有明顯小于或大于多相波導(dǎo)探針200f的操作頻率處的波長的1/2的電長度。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，激發(fā)源213通過磁耦合耦合到探針耦合電路209f。具體地，激勵(lì)源213耦合到線圈lp，線圈lp感應(yīng)耦合到線圈l1f?？梢岳斫獾氖?，這可以通過鏈接耦合、相量/耦合網(wǎng)絡(luò)或者其他方法來完成。為此，可以理解的是，線圈lp用作初級線圈，并且線圈l1f充當(dāng)可以理解的次級線圈。為了調(diào)節(jié)多相波導(dǎo)探針200a以激發(fā)和傳輸所需的澤尼克表面波，各個(gè)充電端子t1和t2的高度可以相對于有損傳導(dǎo)介質(zhì)203相對于彼此而改變。而且，可以改變充電端子t1和t2的尺寸。除此之外，線圈l1f的尺寸可以通過添加或消除線圈匝數(shù)或者通過改變線圈l1f的一些其他尺寸來改變?，F(xiàn)在參考7g，所示的是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的多相波導(dǎo)探針200(圖6)的另一示例，這里指示為多相波導(dǎo)探針200g。多相波導(dǎo)探針200g包括沿著垂直軸z放置的充電端子t1和t2，該垂直軸z基本上垂直于由有損傳導(dǎo)介質(zhì)203呈現(xiàn)的平面。第二介質(zhì)206在有損傳導(dǎo)介質(zhì)203之上。如上所述，充電端子t1和t2沿著垂直軸z放置以在所得到的澤尼克表面波中提供圓柱形對稱性。充電端子t1具有自電容c1，充電端子t2具有自電容c2。在操作期間，根據(jù)在任何給定時(shí)刻施加到充電端子t1和t2的電壓，電荷q1和q2分別施加到充電端子t1和t2。根據(jù)其間的距離，在充電端子t1和t2之間可以存在互電容cm。此外，根據(jù)各個(gè)充電端子t1和t2相對于有損傳導(dǎo)介質(zhì)203的高度，各個(gè)充電端子t1和t2與有損傳導(dǎo)介質(zhì)203之間可能存在結(jié)合電容。多相波導(dǎo)探針200g還包括探針耦合電路209g，探針耦合電路209g包括第一線圈l1g，第二線圈l2g和可變電容器cv。如圖所示，第一線圈l1g耦合到每個(gè)充電端子t1和t2。第二線圈l2g具有耦合到可變電容器cv的第一引線和耦合到有損引導(dǎo)介質(zhì)203的第二引線?？勺冸娙萜鱟v又耦合到充電端子t2和第一線圈l1g。激發(fā)源213以類似于關(guān)于上面闡述的多相波導(dǎo)探針200a(圖7a)所提到的方式磁耦合到探針耦合電路209g。為此，激發(fā)源213耦合到作為初級線圈的線圈lp及可以作為次級線圈的線圈l1g或線圈l2g。為了調(diào)節(jié)多相波導(dǎo)探針200g以發(fā)射和傳輸所需的澤尼克表面波，各個(gè)充電端子t1和t2的高度可以相對于有損傳導(dǎo)介質(zhì)203及相對于彼此而改變。而且，可以改變充電端子t1和t2的尺寸。除此之外，每個(gè)線圈l1g和l2g的尺寸可以通過添加或消除線圈匝數(shù)或通過改變各個(gè)線圈l1g和l2g的一些其他尺寸來改變。此外，可以調(diào)節(jié)可變電容cv?，F(xiàn)在參考7h，所示的是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的多相波導(dǎo)探針200(圖6)的又一示例，此處指示為多相波導(dǎo)探針200h。多相波導(dǎo)探針200h包括沿著垂直軸線放置的充電端子t1和t2，該垂直軸線基本上垂直于由有損傳導(dǎo)介質(zhì)203呈現(xiàn)的平面。第二介質(zhì)206在有損傳導(dǎo)介質(zhì)203之上。充電端子t1具有自電容c1，充電端子t2具有自電容c2。在操作期間，根據(jù)在任何給定時(shí)刻施加到充電端子t1和t2的電壓，電荷q1和q2分別施加到充電端子t1和t2。根據(jù)其間的距離，在充電端子t1和t2之間可以存在互電容cm。此外，根據(jù)各個(gè)充電端子t1和t2相對于有損耗導(dǎo)電介質(zhì)203的高度，各個(gè)充電端子t1和t2與有損傳導(dǎo)介質(zhì)203之間可能存在結(jié)合電容。多相波導(dǎo)探針200h還包括探針耦合電路209h，探針耦合電路209h包括第一線圈l1h和第二線圈l2h。第一線圈l1h的第一引線耦合到充電端子t1，并且第一線圈l1h的第二引線耦合到第二充電端子t2。第二線圈l2h的第一引線耦合到端子tt，并且第二線圈l2h的第二引線耦合到有損傳導(dǎo)介質(zhì)203.端子tt相對于充電端子t2放置，使得耦合電容cc存在于充電端子t2和端子tt之間。激發(fā)源213以類似于關(guān)于上面闡述的多相波導(dǎo)探針200a(圖7a)所提到的方式磁耦合到探針耦合電路209h。為此，激發(fā)源213耦合到作為初級線圈的線圈lp及作為次級線圈的線圈l2h?；蛘?，線圈l1h也可以作為次級線圈。為了調(diào)節(jié)多相波導(dǎo)探針200h以發(fā)射和傳輸所需的澤尼克表面波，各個(gè)充電端子t1和t2的高度可以相對于有損傳導(dǎo)介質(zhì)203及相對于彼此而改變。而且，可以改變充電端子t1和t2的尺寸。除此之外，每個(gè)線圈l1h和l2h的尺寸可以通過添加或消除線圈匝數(shù)或通過改變各個(gè)線圈l1h或l2h的一些其他尺寸來改變。此外，如可以理解的那樣，可以改變充電端子t2和端子tt之間的間隔，從而修改耦合電容cc。現(xiàn)在參考7i，所示的是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的多相波導(dǎo)探針200(圖6)的又一示例，此處指示為多相波導(dǎo)探針200i。多相波導(dǎo)探針200i非常類似于多相波導(dǎo)探針200h(圖7h)，除了激發(fā)源213是串聯(lián)耦合到探針耦合電路209i，如將要描述的那樣。為此，多相波導(dǎo)探針200i包括沿著垂直軸z放置的充電端子t1和t2，該垂直軸z基本上垂直于由有損傳導(dǎo)介質(zhì)203呈現(xiàn)的平面。第二介質(zhì)206在有損傳導(dǎo)介質(zhì)203之上。充電端子t1具有自電容c1，充電端子t2具有自電容c2。在操作期間，根據(jù)在任何給定時(shí)刻施加到充電端子t1和t2的電壓，電荷q1和q2分別施加到充電端子t1和t2。根據(jù)其間的距離，可以在充電端子t1和t2之間存在互電容cm。此外，根據(jù)各個(gè)充電端子t1和t2相對于有損傳導(dǎo)介質(zhì)203的高度，各個(gè)充電端子t1和t2與有損傳導(dǎo)介質(zhì)203之間可以存在結(jié)合電容。多相波導(dǎo)探針200i還包括探針耦合電路209i，探針耦合電路209i包括第一線圈l1i和第二線圈l2i。第一線圈l1i的第一引線耦合到充電端子t1，并且第一線圈l1i的第二引線耦合到第二充電端子t2。第二線圈l2i的第一引線耦合到端子tt，并且第二線圈l2i的第二引線耦合到激發(fā)源213的輸出。而且，激發(fā)源213的接地引線耦合到有損傳導(dǎo)介質(zhì)203。端子tt相對于充電端子t2放置，使得在充電端子t2和端子tt之間存在耦合電容cc。多相波導(dǎo)探針200i提供了一個(gè)示例，其中激發(fā)源213如上面所提及的方式串聯(lián)耦合到探針耦合電路209i。具體地，激發(fā)源213耦合在線圈l2i和有損傳導(dǎo)介質(zhì)203之間。為了調(diào)節(jié)多相波導(dǎo)探針200i以發(fā)射和傳輸所需的澤尼克表面波，各個(gè)充電端子t1和t2的高度可以相對于有損傳導(dǎo)介質(zhì)203及相對于彼此而改變。而且，可以改變充電端子t1和t2的尺寸。除此之外，每個(gè)線圈l1i和l2i的尺寸可以通過添加或消除線圈匝數(shù)或者通過改變各個(gè)線圈l1i或l2i的其他尺寸來改變。如可以理解的那樣，還可以改變充電端子t2和端子tt之間的間隔，從而修改耦合電容cc?，F(xiàn)在參考7j，所示的是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的多相波導(dǎo)探針200(圖6)的示例，這里表示為多相波導(dǎo)探針200j。多相波導(dǎo)探針200j包括沿垂直軸z放置的充電端子t1和t2，該垂直軸z基本上垂直于由有損傳導(dǎo)介質(zhì)203呈現(xiàn)的平面。第二介質(zhì)206在有損傳導(dǎo)介質(zhì)203之上。在該實(shí)施例中，充電端子t1包括球體并且充電端子t2包括盤。在這方面，多相波導(dǎo)探針200j提供充電端子tn可以包括任何形狀的圖示。充電端子t1具有自電容c1，并且充電端子t2具有自電容c2。在操作期間，根據(jù)在任何給定時(shí)刻施加到充電端子t1和t2的電壓，電荷q1和q2分別施加到充電端子t1和t2。根據(jù)其間的距離，可以在充電端子t1和t2之間存在互電容cm。此外，根據(jù)各個(gè)充電端子t1和t2相對于有損傳導(dǎo)介質(zhì)203的高度，各個(gè)充電端子t1和t2與有損傳導(dǎo)介質(zhì)203之間可能存在結(jié)合電容。多相波導(dǎo)探針200j包括探針耦合電路209j，探針耦合電路209j包括感應(yīng)阻抗，感應(yīng)阻抗包括具有耦合到各個(gè)充電端子t1和t2的一對引線的線圈l1j。在一個(gè)實(shí)施例中，線圈l1j被指定為在多相波導(dǎo)探針200j的操作頻率處的波長的一半(1/2)的電長度。雖然線圈l1j的電長度被指定為操作頻率下的波長的大約一半(1/2)，但是應(yīng)當(dāng)理解，線圈l1j可以以其他值的電長度來指定，如參考前面所述的多相波導(dǎo)探針200a(圖7a)所述的。此外，探針耦合電路209j包括耦合至有損傳導(dǎo)介質(zhì)203的線圈l1j上的抽頭223。激發(fā)源213以類似于關(guān)于上面闡述的多相波導(dǎo)探針200a(圖7a)所提及的方式磁耦合到探針耦合電路209d。為此，激發(fā)源213耦合到作為初級線圈的線圈lp及作為次級線圈的線圈l1j?；蛘?，線圈l1b可以位于抽頭223之上或之下。為了調(diào)節(jié)多相波導(dǎo)探針200j以發(fā)射和傳輸所需的澤尼克表面波，各個(gè)充電端子t1和t2的高度可以相對于有損傳導(dǎo)介質(zhì)203及相對于彼此而改變。而且，可以改變充電端子t1和t2的尺寸。除此之外，線圈l1j的尺寸可以通過添加或消除線圈匝數(shù)或者通過改變線圈l1j的其他尺寸來改變。更進(jìn)一步的，抽頭223在線圈l1j上的位置可以被改變。參考圖7a-j中的多相波導(dǎo)探針200a-j的各種實(shí)施例，每一個(gè)多相波導(dǎo)探針200a-j可以被激發(fā)以傳輸以導(dǎo)波或波導(dǎo)模式的形式沿著有損傳導(dǎo)介質(zhì)203的表面?zhèn)魉偷哪芰?。為了便于這種傳輸，當(dāng)各個(gè)多相波導(dǎo)探針200a-j被激發(fā)時(shí)，每個(gè)多相波導(dǎo)探針200a-j的元件可以調(diào)節(jié)，以在各個(gè)充電端子t1和t2上施加所需的電壓幅度和相位。如上所述，這種激發(fā)可以通過將激勵(lì)源213的能量施加到各個(gè)多相波導(dǎo)探針200a-j而發(fā)生。可以調(diào)節(jié)施加在充電端子t1和t2上的電壓幅度和相位，以便基本上合成場，該場基本上模式匹配于處于給定有損傳導(dǎo)介質(zhì)203的局部介電常數(shù)εr、傳導(dǎo)率σ和潛在的其他參數(shù)的傳輸現(xiàn)場的有損傳導(dǎo)介質(zhì)203的引導(dǎo)或澤尼克表面波導(dǎo)模式。表面引導(dǎo)波的波導(dǎo)模式在上面闡述的等式(21)、(22)和(23)中表示。該表面波導(dǎo)模式具有在等式(20)中以安培每米表示的徑向表面電流密度。應(yīng)當(dāng)理解，可能難以合成與上面闡述的等式(21)、(22)和(23)中表示的表面波導(dǎo)模式精確匹配的場。然而，如果這樣的場至少近似于表面波導(dǎo)模式，則可以發(fā)射引導(dǎo)表面波。根據(jù)各種實(shí)施例，這些場被合成以使表面波導(dǎo)模式在可接受的工程公差內(nèi)匹配，以便發(fā)射引導(dǎo)表面波。類似地，可能難以合成與澤尼克表面波導(dǎo)模式的徑向表面電流密度精確匹配的徑向表面電流密度，其中合成的徑向表面電流密度來自上述合成的場。根據(jù)各種實(shí)施例，可以調(diào)節(jié)多相波導(dǎo)探針200以將引導(dǎo)表面波導(dǎo)模式的徑向表面電流密度在可接受的工程公差內(nèi)匹配，以便發(fā)射澤尼克表面波模式。通過在復(fù)數(shù)距離處產(chǎn)生特定的電荷分布加上它們的圖像，上面闡述的各種多相波導(dǎo)探針200a-j激發(fā)表面電流，其場被設(shè)計(jì)為大致匹配傳播的澤尼克表面波模式并且澤尼克表面波被發(fā)射。由于上述各種多相波導(dǎo)探針200a-j固有的這種復(fù)雜的圖像技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)與引導(dǎo)界面想要在傳輸位置支持的表面波導(dǎo)模式基本上模式匹配。引導(dǎo)界面是如上所述的區(qū)域1(圖2)和區(qū)域2(圖2)之間的界面。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，引導(dǎo)界面是如上所述的由地球呈現(xiàn)的有損傳導(dǎo)介質(zhì)203和大氣介質(zhì)之間的界面。當(dāng)施加在充電端子t1和t2上的電壓幅度和相位被調(diào)節(jié)為使得它們加上其在復(fù)數(shù)深度處的有效圖像時(shí)激發(fā)復(fù)數(shù)表面電流，其場合成基本上匹配于傳輸現(xiàn)場的有損傳導(dǎo)介質(zhì)203的澤尼克表面波導(dǎo)模式的場，憑借里奧托維奇邊界條件，這樣的場將自動(dòng)地基本上合成在有損傳導(dǎo)介質(zhì)203的復(fù)數(shù)布魯斯特角處的波前入射，導(dǎo)致零反射。這是波匹配的邊界條件。接下來參考圖8a、8b和8c，所示的是為了比較澤尼克表面波和常規(guī)輻射場，以曲線圖300a、300b和300c的示例來描繪作為以千米為單位距離的函數(shù)的以伏特每米為單位的場強(qiáng)。此外，各種曲線圖300a、300b和300c示出了澤尼克表面波的傳輸距離如何隨傳輸頻率而變化。每個(gè)曲線圖300a、300b和300c描述了相應(yīng)的引導(dǎo)場強(qiáng)度曲線303a、303b和303c以及相應(yīng)的輻射場強(qiáng)度曲線306a、306b和306c。假設(shè)各種參數(shù)產(chǎn)生引導(dǎo)場強(qiáng)度曲線303a、303b和303c。具體地，分別以10mhz、1mhz和0.1mhz的頻率施加到上端子t1(圖3)的恒定電荷q1(圖3)計(jì)算曲線圖300a、300b和300c。假設(shè)從聯(lián)邦通信委員會(fcc)制定的俄亥俄州中部r-3地圖中提取的本構(gòu)參數(shù)εr＝15和σ＝0.008mhos/m，以用于計(jì)算。下表提供了用于產(chǎn)生每個(gè)引導(dǎo)場強(qiáng)度曲線303a、303b和303c的假設(shè)的多相波導(dǎo)探針操作參數(shù)。為了具有物理上可實(shí)現(xiàn)的操作，對于f＝0.1mhz和1.0mhz，終端t1的高度被指定為ht1＝8米，但是在10mhz下被縮短為0.8米，以便保持電流分布均勻。而且，在f＝0.1mhz和1.0mhz的情況下，將端子t1的自電容c1設(shè)定為100pf。該電容在10mhz使用時(shí)不合理地大，因此在這種情況下，自電容c1被減小。然而，對于所有三個(gè)引導(dǎo)場強(qiáng)度曲線303a、303b和303c，作為場強(qiáng)控制參數(shù)的所得端子電荷qt1保持相同的值。從曲線圖中可以看出，頻率越低，傳播衰減越小，并且場越過的距離更大。然而，與能量守恒一致，能量密度隨距離而減小。另一種說法是頻率越高，能量擴(kuò)散的區(qū)域越小，能量密度越大。因此，澤尼克表面波的“拐點(diǎn)(knee)”隨著頻率的增加而縮小。或者，使用多相波導(dǎo)探針200(圖6)，距離傳輸現(xiàn)場非常大的距離處的澤尼克表面波的頻率越低，傳播衰減越小，場強(qiáng)越大。每個(gè)情況的澤尼克表面波分別地被識別為引導(dǎo)場強(qiáng)度曲線303a、303b和303c。對于具有假設(shè)的地面損耗為10歐姆的與各個(gè)多相波導(dǎo)探針200相同高度的短垂直單極天線的諾頓(norton)地面波場強(qiáng)度，以伏特每米為單位，由輻射場強(qiáng)度曲線306a、306b和306c表示。據(jù)稱，這是在這些頻率下操作的單極天線結(jié)構(gòu)的合理的現(xiàn)實(shí)假設(shè)。臨界點(diǎn)是，被適當(dāng)模式匹配的多相波導(dǎo)探針發(fā)射引導(dǎo)表面波，其顯著地優(yōu)于位于超過各個(gè)澤尼克表面波的引導(dǎo)場強(qiáng)度曲線303a-c中的“拐點(diǎn)”的距離處的任何單極的輻射場。鑒于上述，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，被引導(dǎo)表面波的傳播距離作為傳輸頻率的函數(shù)而變化。具體地，傳輸頻率越低，被引導(dǎo)的表面波的指數(shù)衰減越小，并且因此引導(dǎo)表面波將傳播得越遠(yuǎn)。如上所述，引導(dǎo)表面波的場強(qiáng)以的速率下降，而輻射電磁場的場強(qiáng)與1/d成比例地，幾何地下降，其中d為距離以千米為單位。因此，如上所述，每個(gè)引導(dǎo)場強(qiáng)度曲線303a、303b和303c都具有拐點(diǎn)。由于本文所述的多相波導(dǎo)探針的傳輸頻率降低，所以相應(yīng)的引導(dǎo)場強(qiáng)度曲線303a，303b和303c的拐點(diǎn)將在圖中向右推。圖8a示出了以10兆赫的頻率產(chǎn)生的引導(dǎo)場強(qiáng)度曲線303a和輻射場強(qiáng)度曲線306a。如圖所示，引導(dǎo)表面波下降到10千米以下。在圖8b中，以1兆赫的頻率產(chǎn)生引導(dǎo)場強(qiáng)度曲線303b和輻射場強(qiáng)度曲線306b。引導(dǎo)場強(qiáng)度曲線303b在大約100千米處下降。最后，在圖8c中，引導(dǎo)場強(qiáng)度曲線303c和輻射場強(qiáng)度曲線306c以100千赫(其為1兆赫茲)的頻率產(chǎn)生。引導(dǎo)場強(qiáng)度曲線303c在4000-7000千米之間下降。注意，如果頻率足夠低，則可能在整個(gè)地球周圍傳輸引導(dǎo)表面波。據(jù)信，這樣的頻率可以處在或低于大約20-25千赫茲。應(yīng)當(dāng)注意，在這樣的低頻下，有損傳導(dǎo)介質(zhì)203(圖6)不再是平面并且變成球體。因此，當(dāng)有損傳導(dǎo)介質(zhì)203包括陸地介質(zhì)時(shí)，引導(dǎo)場強(qiáng)度曲線的計(jì)算將被改變，以考慮處于低頻處的球形，其傳播距離接近陸地介質(zhì)尺寸。給出上述內(nèi)容，接下來提供了一些一般的指導(dǎo)，根據(jù)各種實(shí)施例，使用地球的陸地介質(zhì)作為有損傳導(dǎo)介質(zhì)203，構(gòu)造多相波導(dǎo)探針200(圖6)。作為實(shí)際的方法，可以指定操作的頻率，并且從要構(gòu)造的各個(gè)多相波導(dǎo)探針200識別處于感興趣的距離處的引導(dǎo)表面波的所需的場強(qiáng)。給定這些參數(shù)，接下來可以確定要施加在上部充電端子t1(圖6)上的電荷q1(圖6)，以產(chǎn)生在指定距離處的所需的場強(qiáng)。為了確定需要的電荷q1，需要在傳輸現(xiàn)場獲得地球的介電常數(shù)εr和傳導(dǎo)率σ。這些值可以通過測量或參考例如由聯(lián)邦通信委員會或國際無線電委員會(ccir)發(fā)布的傳導(dǎo)率圖表獲得。當(dāng)介電常數(shù)εr、傳導(dǎo)率σ和指定距離處的所需的場強(qiáng)是已知的時(shí)，可以從上述等式(21)-(23)中闡述的澤尼克的精確表達(dá)式直接計(jì)算場強(qiáng)來確定需要的電荷q1。一旦確定了需要的電荷q1，下一個(gè)將需要識別充電端子t1的什么電容c1在什么電壓v下將在充電端子t1上產(chǎn)生需要的電荷q1。任何充電端子t上的電荷q計(jì)算為q＝cv。在一種方法中，可以選擇被認(rèn)為是可以安置在充電端子t1上的可接受的電壓v，然后構(gòu)造充電端子t1以具有所要求的自電容c1以實(shí)現(xiàn)所需的電荷q1。或者，在另一種方法中，可以憑借充電端子t1的具體結(jié)構(gòu)來確定什么是可實(shí)現(xiàn)的自電容c1，然后將所得的充電端子t1升高到所要求的電壓v以實(shí)現(xiàn)需要的電荷q1。此外，當(dāng)確定充電端子t1的需要的自電容c1和施加在充電端子t1上的電壓v時(shí)，需要考慮所存在的操作帶寬的問題。具體地，本文所述的多相波導(dǎo)探針200的帶寬相對較大。如上所述，這導(dǎo)致指定自電容c1或電壓v的顯著的靈活性。然而，應(yīng)當(dāng)理解，隨著自電容c1的減小以及電壓v的增加，所得到的多相波導(dǎo)探針200的帶寬將減小。實(shí)際上，應(yīng)該注意，較小的自電容c1可以使給定的多相波導(dǎo)探針200對傳輸現(xiàn)場處或附近的地球的介電常數(shù)εr或傳導(dǎo)率σ的小變化更加敏感。介電常數(shù)εr或傳導(dǎo)率σ的這種變化可能是由于季節(jié)之間的過渡引起的氣候變化，或由于當(dāng)?shù)靥鞖鈼l件的變化(如雨水，干旱)和/或當(dāng)?shù)靥鞖獾钠渌兓鸬?。因此，根?jù)一個(gè)實(shí)施例，充電端子t1可以被指定為具有相對較大的可行的自電容c1。一旦充電端子t1的自電容c1和施加在其上的電壓被確定了，接下來確定第二充電端子t2的自電容c2和物理位置。實(shí)際上，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)最容易的是將充電端子t2的自電容c2指定為與充電端子t1的自電容c1相同。這可以通過使充電端子t2的尺寸和形狀與充電端子t1的尺寸和形狀相同來實(shí)現(xiàn)。這將確保保持對稱性，并且將避免兩個(gè)充電端子t1和t2之間的異常相移的可能性，這可能對如上所述的復(fù)數(shù)布魯斯特角度的匹配產(chǎn)生負(fù)面影響。對于兩個(gè)充電端子t1和t2，自電容c1和c2相同的事實(shí)將導(dǎo)致充電端子t1和t2上的相同的電壓幅度。然而，應(yīng)理解，自電容c1和c2可以不同，并且充電端子t1和t2的形狀和尺寸可以不同。為了促進(jìn)對稱性，如上所述，充電端子t2可以沿垂直軸z(圖6)直接放置在充電端子t1的下方。或者，可以將充電端子t2放置在其他一些位置，并產(chǎn)生一定的影響。應(yīng)指定充電端子t1和t2之間的距離，以便提供由多相波導(dǎo)探針200產(chǎn)生的場與傳輸現(xiàn)場的引導(dǎo)表面波導(dǎo)模式之間的最佳匹配。作為建議的起點(diǎn)，可以設(shè)定該距離，使得充電端子t1和t2之間的互電容cm(圖6)與充電端子t1上的隔離電容c1相同或更小。最終，應(yīng)該指定充電端子t1和t2之間的距離，以使互電容cm盡可能小。可以通過測量來確定互電容cm，并且可以相應(yīng)地放置充電端子t1和t2。接下來，確定多相波導(dǎo)探針200的適當(dāng)高度h＝h1-h2(圖7a-j)。在這里所謂的“圖像復(fù)數(shù)深度(imagecomplex-depth)”現(xiàn)象就出現(xiàn)了。這將需要從具有電荷q1和q2的電荷存儲器t1和t2以及隨著高度h變化的電荷q1和q2的地下圖像考慮地球表面上的疊加場。由于要考慮大量的變量以確定給定的多相波導(dǎo)探針200與傳輸現(xiàn)場處的地球的引導(dǎo)表面波導(dǎo)模式模式匹配，實(shí)際的起點(diǎn)是高度h，在該處每個(gè)電荷存儲器t1和t2的結(jié)合電容相對于地面是可忽略的，使得與充電端子t1和t2相關(guān)聯(lián)的電容分別基本上是它們的隔離自電容c1和c2。在確定與多相波導(dǎo)探針200相關(guān)聯(lián)的高度h時(shí)要考慮的另一個(gè)考慮因素是是否避免輻射。具體地說，隨著多相波導(dǎo)探針200的高度h接近處于操作頻率處的波長的明顯部分，輻射電阻rr將以高度h二次方增長，并且輻射將在如上所述的引導(dǎo)表面波產(chǎn)生之后開始占主導(dǎo)地位。上面闡述的一個(gè)基準(zhǔn)確保了澤尼克表面波將在任何輻射方面占主導(dǎo)地位，以確保高度h小于操作頻率波長的10％，盡管其他基準(zhǔn)可能被指定。在某些情況下，除了發(fā)射引導(dǎo)表面波之外，還可能需要允許某種程度的輻射的發(fā)生，其中可以相應(yīng)地指定高度h。接下來，指定探針耦合電路209(圖6)以提供充電端子t1和t2之間的電壓相位。電壓相位似乎對在傳輸現(xiàn)場產(chǎn)生模式匹配于引導(dǎo)表面波導(dǎo)模式的場產(chǎn)生顯著影響。假設(shè)充電端子t1和t2的安置是沿著垂直z軸，以促進(jìn)對稱，探針耦合電路209可以被指定以在充電端子t1和t2上提供180度的電壓相位差。也就是說，探針耦合電路209被指定為使得充電端子t1上的電壓v相對于充電端子t2上的電壓是180度異相的。如上所述，一個(gè)示例性的方法是如上所述參考多相波導(dǎo)探針200a，將線圈l1a(圖7a)安置在充電端子t1和t2之間，并調(diào)節(jié)線圈l1a，直到得到的系統(tǒng)為電半波諧振。這將在充電端子t1上施加電壓v并在充電端子t2上施加電壓-v，使得最大電壓被施加在相位180度異相的充電端子t1和t2上。激發(fā)源213(圖6)然后可以耦合到探針耦合電路209，并且調(diào)節(jié)輸出電壓以實(shí)現(xiàn)所需的電壓v以提供如上所述的所需電荷q1。激發(fā)源213可以經(jīng)由磁耦合、電容耦合或傳導(dǎo)耦合(直接)耦合到探針耦合電路209。注意，激發(fā)源213的輸出可以使用變壓器或通過某些其他方法(如果需要)被加強(qiáng)。線圈l1a的位置可以是在諸如由激勵(lì)源213在地面上的任何位置?；蛘撸鶕?jù)最佳rf實(shí)踐，線圈l1a可以直接放置在充電儲存器t1和t2之間。當(dāng)將激發(fā)源213耦合到探針耦合電路209時(shí)，可以應(yīng)用阻抗匹配原理。注意，相位差不一定必須為180度。為此，可以選擇升高和降低充電端子t1和/或t2中的一個(gè)或兩個(gè)，調(diào)節(jié)充電端子t1和/或t2上的電壓v，或者調(diào)節(jié)探針耦合電路209以調(diào)節(jié)電壓幅度和相位以產(chǎn)生最接近匹配引導(dǎo)表面波導(dǎo)模式的場，以便產(chǎn)生引導(dǎo)表面波。實(shí)驗(yàn)結(jié)果以上公開是由實(shí)驗(yàn)測量和文獻(xiàn)支持。參考圖9，所示的是呈現(xiàn)2012年10月14日在新罕布什爾州普利茅斯測量的實(shí)驗(yàn)多相波導(dǎo)探針的一個(gè)實(shí)施例傳輸?shù)碾姶艌龅臏y量場強(qiáng)的曲線圖。傳輸頻率為59mhz，施加在實(shí)驗(yàn)多相波導(dǎo)探針的充電端子t1上的電壓為60mv。實(shí)驗(yàn)多相波導(dǎo)探針的自電容c1為8.5pf。試驗(yàn)現(xiàn)場的地面的傳導(dǎo)率σ為0.0002mhos/m，試驗(yàn)現(xiàn)場的地面的介電常數(shù)εr為5。這些值在使用頻率下于原位測量。該曲線圖包括以80％效率標(biāo)記為“澤尼克(zenneck)”曲線的引導(dǎo)場強(qiáng)度曲線400和以100％輻射效率標(biāo)記為“諾頓(norton)”曲線的輻射場強(qiáng)度曲線403，其為最佳可能。為此，輻射場強(qiáng)度曲線403表示將以59mhz的頻率操作的1/4波長單極天線產(chǎn)生的輻射電磁場。曲線圖上的圓圈406表示由實(shí)驗(yàn)多相波導(dǎo)探針產(chǎn)生的測量場強(qiáng)。使用nist可追蹤的potomac儀器(fim-71商用vhf場強(qiáng)測量儀)進(jìn)行場強(qiáng)測量。可以看出，測量的場強(qiáng)落在理論引導(dǎo)場強(qiáng)度曲線400上。這些測量的場強(qiáng)與引導(dǎo)表面波或澤尼克表面波的傳播一致。接下來參考圖10，所示的是表示來自實(shí)驗(yàn)多相波導(dǎo)探針的傳輸電磁波的測量相位的曲線圖。如圖所示，曲線j(r)表明入射到具有電流j1和j2之間的躍遷的電流j1和j2的場的相位。曲線503表明描繪電流j1的相位的漸近線，曲線506表明描繪電流j2的相位的漸近線。在各個(gè)電流j1和j2的相位之間通常存在約45度的差。如圖9中的圓圈509表明操作在59mhz的實(shí)驗(yàn)多相波導(dǎo)探針產(chǎn)生的電流j(r)的相位的測量。如圖所示，圓圈509沿著曲線j(r)落下，表明電流j(r)的相位從曲線503到曲線506的轉(zhuǎn)變。這表明電流j(r)的相由實(shí)驗(yàn)多相波導(dǎo)探針產(chǎn)生，從由接近電流j1產(chǎn)生的相轉(zhuǎn)變?yōu)橛蛇h(yuǎn)離電流j2產(chǎn)生的相。因此，這些相位得測量與存在的引導(dǎo)表面波或澤尼克表面波的相位一致。參考圖11，所示的是第二組測量數(shù)據(jù)的曲線圖，其描繪了2003年11月1日在亞什蘭，新罕布什爾州和溫尼佩紹基湖附近的北部地區(qū)測量的實(shí)驗(yàn)多相波導(dǎo)探針的第二實(shí)施例傳輸?shù)碾姶艌龅膱鰪?qiáng)。傳輸頻率為1850khz，施加在實(shí)驗(yàn)多相波導(dǎo)探針的充電端子t1上的電壓為1250v。實(shí)驗(yàn)多相波導(dǎo)探針的物理高度為h1＝2米。該實(shí)驗(yàn)中的實(shí)驗(yàn)多相波導(dǎo)探針的自電容c1，其為一個(gè)半徑為1米的平面導(dǎo)電盤，其被測量為70pf。如圖7j所示布置多相波導(dǎo)探針，間距h＝1米，并且地面(有損傳導(dǎo)介質(zhì)203)上的充電端子t2的高度為h2＝1米。實(shí)驗(yàn)附近地面的平均傳導(dǎo)率σ為0.006mhos/m，地面的相對介電常數(shù)εr為15級。這些值在使用頻率下確定。曲線圖包括由實(shí)驗(yàn)多相波導(dǎo)探針發(fā)射的引導(dǎo)場強(qiáng)度曲線600，以85％的效率標(biāo)記為“澤尼克”曲線，以及輻射場強(qiáng)度曲線603，其被標(biāo)記為在由每根長度為200英尺的20根等距間隔徑向?qū)Ь€組成地屏上的相同高度(h2＝2米)的共振的單極所輻射的“諾頓”曲線。為此，輻射場強(qiáng)度曲線603表示從在有損地球上以1850khz的頻率操作的常規(guī)短臂單極天線輻射的常規(guī)諾頓地面波場。曲線圖上的圓圈606表示由實(shí)驗(yàn)多相波導(dǎo)探針產(chǎn)生的測量場強(qiáng)?？梢钥闯觯瑴y量的場強(qiáng)沿理論澤尼克引導(dǎo)場強(qiáng)度曲線600緊密地下降。特別提及，可以在r＝7英里點(diǎn)處測得的場強(qiáng)。這個(gè)場強(qiáng)數(shù)據(jù)點(diǎn)是在湖邊相鄰處測量的，這可以解釋數(shù)據(jù)略高于理論澤尼克引導(dǎo)場強(qiáng)度曲線600以外，即該位置的本構(gòu)參數(shù)，εr和/或σ可能已經(jīng)偏離了路徑平均本構(gòu)參數(shù)。使用nist可追蹤的potomac儀器fim-71商用vhf場強(qiáng)測量儀進(jìn)行場強(qiáng)測量。測得的場強(qiáng)數(shù)據(jù)與引導(dǎo)表面波或澤尼克表面波的存在一致。從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯見的是，在距離小于15英里的距離處觀測到的測量場強(qiáng)不可能是由于常規(guī)的諾頓地面波傳播的，并且只能是由于如上所述公開的操作多相探針發(fā)射的引導(dǎo)表面波傳播。在給定的1.85mhz實(shí)驗(yàn)條件下，在20英里處，似乎諾頓地面波分量最終超過了澤尼克表面波分量。圖9所示的在59mhz下測量的澤尼克表面波數(shù)據(jù)與圖11中在1.85mhz處測量的數(shù)據(jù)的比較，示出了在較低頻率下使用根據(jù)各種實(shí)施例的多相波導(dǎo)探針的顯著優(yōu)點(diǎn)。這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證實(shí)，包括多個(gè)適當(dāng)調(diào)節(jié)相位和校正的充電端子的當(dāng)前多相波導(dǎo)探針，如本文所教導(dǎo)的，通過獨(dú)特的相位升高引起相位超前的表面電流，并且，如本文公開的，其場合成在有損邊界的復(fù)數(shù)布魯斯特角處的表面照明。結(jié)果是圓柱形澤尼克樣波傳播的有效發(fā)射，由邊界表面以消逝的單導(dǎo)體徑向傳輸線模式引導(dǎo)，其以衰減，其不作為由于幾何擴(kuò)散以1/d減少的輻射場。接下來參考圖12a、12b和13，所示的是在無線電力輸送系統(tǒng)中使用表面引導(dǎo)波的廣義接收電路的示例。圖12a和12b包括線性探針703和調(diào)諧諧振器706。圖13是根據(jù)本公開的各種實(shí)施例的磁性線圈709。根據(jù)各種實(shí)施例，可以使用線性探針703，調(diào)諧諧振器706和磁性線圈709中的每一個(gè)來接收在有損傳導(dǎo)介質(zhì)203(圖6)的表面上以引導(dǎo)表面波的形式傳輸?shù)碾娏ΑＨ缟纤?，在一個(gè)實(shí)施例中，有損傳導(dǎo)介質(zhì)203包括陸地介質(zhì)。具體參考圖12a所示，線性探針703的輸出端子713處的開路端子電壓取決于線性探針703的有效高度。為此，端點(diǎn)電壓可以計(jì)算為其中einc是線性探針703上的矢量中的電場強(qiáng)度，單位為伏特/米，dl是沿著線性探針703的方向的集成元件，并且he是線性探針703的有效高度。電負(fù)載716通過阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)719耦合到輸出端子713。當(dāng)如上所述當(dāng)線性探針703接受引導(dǎo)表面波時(shí)，跨越輸出端子713產(chǎn)生電壓，該電壓可以視情況而定地通過共軛阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)719施加到電負(fù)載716。為了促進(jìn)電力向電負(fù)載716的流動(dòng)，電負(fù)載716應(yīng)該與線性探針703基本上阻抗匹配，如下面將描述的。參考圖12b，調(diào)諧諧振器706包括在高于有損傳導(dǎo)介質(zhì)203上方的充電端子tr。充電端子tr具有自電容cr。此外，取決于有損傳導(dǎo)介質(zhì)203之上的充電端子tr的高度，還可以在充電端子tr和有損傳導(dǎo)介質(zhì)203之間存在結(jié)合電容(未示出)。結(jié)合電容應(yīng)優(yōu)選為盡可能的最小化，盡管在多相波導(dǎo)探針200的每個(gè)實(shí)例中這可能不是完全必要的。調(diào)諧諧振器706還包括線圈lr。線圈lr的一端耦合到充電端子tr，線圈lr的另一端耦合到有損傳導(dǎo)介質(zhì)203。為此，調(diào)諧諧振器706(其也可以稱為調(diào)諧諧振器lr-cr)包括串聯(lián)調(diào)諧諧振器如處于串聯(lián)的充電端子cr和線圈lr。調(diào)諧諧振器706通過調(diào)節(jié)充電端子tr的尺寸和/或高度，和/或調(diào)節(jié)線圈lr的尺寸，使得結(jié)構(gòu)的無功阻抗基本上被消除。例如，由自電容cr呈現(xiàn)的電抗計(jì)算為注意，調(diào)諧諧振器706的總電容還可以包括充電端子tr和有損傳導(dǎo)介質(zhì)203之間的電容，其中調(diào)諧諧振器706的總電容可以從自電容cr和任何結(jié)合電容兩者計(jì)算，如可以贊賞。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，充電端子tr可以升高到高度，以便基本上減少或消除任何結(jié)合電容?？梢酝ㄟ^充電端子tr和有損傳導(dǎo)介質(zhì)203之間的電容測量來確定結(jié)合電容的存在。由離散元件線圈lr呈現(xiàn)的感抗可以被計(jì)算為jωl，其中l(wèi)是線圈lr的集總元件電感。如果線圈lr是分布式元件，其等效端點(diǎn)感抗可以通過常規(guī)方法來確定。為了調(diào)諧調(diào)諧諧振器706，可以進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得由線圈lr呈現(xiàn)的感抗等于由調(diào)諧諧振器706呈現(xiàn)的電容電抗，使得調(diào)諧諧振器706的所得凈電抗在操作頻率下基本上為零。阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)723可以插入在探針端子721和電負(fù)載726之間，以便實(shí)現(xiàn)用于最大功率傳遞到電負(fù)載726的共軛匹配條件。如上所述，當(dāng)在調(diào)諧諧振器706和共軛匹配網(wǎng)絡(luò)723的頻率處產(chǎn)生的引導(dǎo)表面波存在時(shí)，最大功率將從表面引導(dǎo)波傳遞到電負(fù)載726。也就是說，一旦在調(diào)諧諧振器706和電負(fù)載726之間建立共軛阻抗匹配，則功率將從結(jié)構(gòu)傳遞到電負(fù)載726。為此，電負(fù)載726可以通過磁耦合、電容耦合或?qū)щ?直接抽頭)耦合的方式耦合到調(diào)諧諧振器706。耦合網(wǎng)絡(luò)的元件可以是集總元件或分布式元件，如可以理解的。在圖12b所示的實(shí)施例中，采用磁耦合，其中線圈ls相對于用作變壓器初級線圈的線圈lr放置作為次級。線圈ls可以通過圍繞相同的芯結(jié)構(gòu)幾何地纏繞線圈lr而鏈接耦合，并且調(diào)節(jié)耦合的磁通量，如可以理解的。此外，雖然調(diào)諧諧振器706包括串聯(lián)調(diào)諧諧振器，但是也可以使用并聯(lián)調(diào)諧諧振器或者甚至是分布元件諧振器。參考圖13，磁性線圈709包括通過阻抗耦合網(wǎng)絡(luò)733耦合到電負(fù)載736的接收電路。為了便于從引導(dǎo)表面波接收和/或提取電力，磁性線圈709可以被放置，使得被引導(dǎo)的表面波的磁通量通過磁性線圈709，從而在磁性線圈709中感應(yīng)出電流，并在其輸出端子729處產(chǎn)生端點(diǎn)電壓。被引導(dǎo)的表面波的磁通量耦合到單圈線圈表示為其中ψ是耦合磁通量，μr是磁性線圈709的磁芯的有效相對磁導(dǎo)率，μo是自由空間的磁導(dǎo)率，是入射磁場強(qiáng)度矢量，是垂直于匝的橫截面的單位矢量，acs是每個(gè)回路包圍的面積。對于以與磁性線圈709的截面積均一的入射磁場最大耦合為目標(biāo)的n匝磁性線圈709，出現(xiàn)在磁性線圈709的輸出端子729處的開路感應(yīng)電壓為其中變量在上面定義。磁性線圈709可以作為分布式諧振器或者在其輸出端子729上的外部電容器被調(diào)諧到引導(dǎo)波頻率，這視情況而定，然后通過共軛阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)733阻抗匹配到外部電負(fù)載736。假設(shè)由磁性線圈709和電負(fù)載736呈現(xiàn)的得到的電路通過阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)733適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)并且共軛阻抗匹配，則可以采用在磁性線圈709中感應(yīng)的電流來為電負(fù)載736優(yōu)化電力。由磁性線圈709呈現(xiàn)的接收電路提供的優(yōu)點(diǎn)在于其不必物理地連接到地面。參考圖12a、12b和13，接收電路由線性探針703、調(diào)諧諧振器706和磁性線圈709呈現(xiàn)，其每個(gè)便于從上述多相波導(dǎo)探針200的任意一個(gè)實(shí)施例傳輸?shù)碾娏?。為此，所接收的能量可以用于通過共軛匹配網(wǎng)絡(luò)向電負(fù)載716/726/736供電，如可以理解的那樣。這與在接收器中可能以輻射電磁場的形式傳輸?shù)男盘栃纬蓪Ρ?。這種信號具有非常低的可用功率，并且這種信號的接收器不加載發(fā)射器。使用上述多相波導(dǎo)探針200產(chǎn)生的當(dāng)前引導(dǎo)表面波的特征還在于，由線性探針703、調(diào)諧諧振器706和磁性線圈709所呈現(xiàn)的接收電路將加載激發(fā)源213(圖3)，其被應(yīng)用于多相波導(dǎo)探針200，從而產(chǎn)生這樣的接收電路所經(jīng)受的引導(dǎo)表面波。這反映了由上述給定的多相波導(dǎo)探針200產(chǎn)生的引導(dǎo)表面波包括傳輸線模式的事實(shí)。作為對比，驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生輻射電磁波的輻射天線的電源沒有被接收器加載，而不管使用的接收器的數(shù)量如何。因此，給定的多相波導(dǎo)探針200和線性探針703、調(diào)諧諧振器706和/或磁性線圈709形式的接收電路可以在一起組成無線分布式系統(tǒng)?？紤]到如上闡述的使用多相波導(dǎo)探針200的引導(dǎo)表面波的傳輸距離取決于頻率，則可以在寬范圍甚至全球范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無線功率分布。目前廣泛研究的傳統(tǒng)無線電力傳輸/分布式系統(tǒng)包括從輻射場的“能量收集(energyharvesting)”，以及耦合到感應(yīng)或反應(yīng)性近場的傳感器。相比之下，當(dāng)前的無線電力系統(tǒng)不會以輻射的形式浪費(fèi)電力，如果不是被攔截，其將永遠(yuǎn)丟失。當(dāng)前公開的無線電力系統(tǒng)也不像傳統(tǒng)的互電耦合近場系統(tǒng)那樣限制在極短的范圍內(nèi)。本文公開的無線電力系統(tǒng)探針耦合到新的表面引導(dǎo)傳輸線模式，其等效于通過直接連接到遠(yuǎn)程發(fā)電機(jī)的波導(dǎo)或負(fù)載向負(fù)載輸送電力。不計(jì)算維持傳輸場強(qiáng)加上在表面波導(dǎo)中耗散所需的電力，其在極低頻率下相對于在60hz的常規(guī)高壓電力線中的傳輸損耗是不顯著的，所有發(fā)電機(jī)功率僅僅達(dá)到期望的電負(fù)載。當(dāng)電負(fù)載需求終止時(shí)，源發(fā)電相對空閑。接下來參考圖14a，所示的是表示線性探針703和調(diào)諧諧振器706的示意圖。圖14b示出表示磁性線圈709的示意圖。線性探針703和調(diào)諧諧振器706可以各自被認(rèn)為是由開放式電路端子電壓源vs和去源網(wǎng)絡(luò)端點(diǎn)阻抗zs表示的戴維寧(thevenin)等效電路。磁性線圈709可以被看作由短電路端子電流源is和去源網(wǎng)絡(luò)端點(diǎn)阻抗zs表示的諾頓等效電路。每個(gè)電負(fù)載716/726/736(圖12a-b和圖13)可以由負(fù)載阻抗zl表示。源阻抗zs包括實(shí)部和虛部，并采用zs＝rs+jxs的形式。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，電負(fù)載716/726/736分別與每個(gè)接收電路阻抗相應(yīng)匹配。具體來說，每個(gè)電負(fù)載716/726/736通過相應(yīng)的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)719/723/733提供一個(gè)指定為zl'的探針網(wǎng)絡(luò)上的負(fù)載，表示為zl'＝rl'+jxl'，這將等于zl'＝zs*＝rs-jxs，其中所呈現(xiàn)的負(fù)載阻抗zl'是實(shí)際源阻抗zs的復(fù)共軛。共軛匹配定理，其指出，如果在級聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中，在任何終端對處發(fā)生共軛匹配，那么它將在所有終端對處發(fā)生，然后斷言實(shí)際電負(fù)載716/726/736還將看到共軛匹配到其阻抗zl'。參見everitt,w.l.和g.e.tanner，communicationengineering(《通信工程》)，麥格勞-希爾，第3版，1956，第407頁。這確保相應(yīng)的電負(fù)載716/726/736與相應(yīng)的接收電路阻抗匹配，并且最大功率傳輸建立到相應(yīng)的電負(fù)載716/726/736?？梢钥刂贫嘞嗖▽?dǎo)探針200的操作以調(diào)節(jié)與引導(dǎo)表面波導(dǎo)探針200相關(guān)聯(lián)的操作條件的變化。例如，探針控制系統(tǒng)218(圖6)可以用于控制探針耦合電路209和/或充電端子t1和/或t2的放置以控制多相波導(dǎo)探針200的操作。操作條件可以包括，但不限于，有損傳導(dǎo)介質(zhì)203的特性的變化(例如，傳導(dǎo)率σ和相對介電常數(shù)εr)、場強(qiáng)的變化和/或引導(dǎo)表面波導(dǎo)探針200的負(fù)載的變化。從等式(7)-(11)、(13)和(34)可以看出，徑向表面電流密度和復(fù)數(shù)布魯斯特角(ψi,b)可能受到(例如天氣條件)導(dǎo)致的土壤傳導(dǎo)率和介電常數(shù)的變化的影響?？梢允褂弥T如傳導(dǎo)率測量探針、介電常數(shù)傳感器、地面參數(shù)儀、場測量儀、電流監(jiān)視器和/或負(fù)載接收器的設(shè)備來監(jiān)視操作條件的變化，并將關(guān)于當(dāng)前操作條件的信息提供給探針控制系統(tǒng)218。然后探針控制系統(tǒng)218可以對多相波導(dǎo)探針200進(jìn)行一個(gè)或多個(gè)調(diào)節(jié)以維持多相波導(dǎo)探針200的指定操作條件。例如，隨著水分和溫度的變化，土壤的傳導(dǎo)率也會有所不同。傳導(dǎo)率測量探針和/或介電常數(shù)傳感器可以位于多相波導(dǎo)探針200周圍的多個(gè)位置處。通常，期望在操作頻率下在接近和遠(yuǎn)離的徑向表面電流之間的過渡處或附近監(jiān)測傳導(dǎo)率和/或介電常數(shù)。傳導(dǎo)率測量探針和/或介電常數(shù)傳感器可以位于多相波導(dǎo)探針200周圍的多個(gè)位置(例如，在每個(gè)象限中)。圖15a示出可以安裝用于監(jiān)測土壤傳導(dǎo)率變化的傳導(dǎo)率測量探針的示例。如圖15a所示，沿著土壤中的直線插入一系列測量探針。例如，探針可以是9/16英寸直徑的桿，其穿透深度為12英寸或更大，并且間隔開d＝18英寸。ds1是100瓦燈泡，并且r1是5瓦，14.6歐姆電阻。通過對電路施加ac電壓并跨越電阻測量v1以及跨越中心探針測量v2，可以通過σ＝21(v1/v2)的加權(quán)比確定傳導(dǎo)率。可以對這些測量進(jìn)行濾波，以獲得僅與ac電壓供電頻率相關(guān)的測量。也可以使用其他電壓、頻率、探針尺寸、深度和/或間隔的不同配置。明線線路探針也可用于測量土壤的傳導(dǎo)率和介電常數(shù)。如圖15b所示，使用例如阻抗分析器799，在插入土壤(有損介質(zhì))的兩個(gè)桿的頂部之間測量阻抗。如果使用阻抗分析器799，則可以在頻率范圍內(nèi)進(jìn)行測量(r+jx)并且從頻率相關(guān)測量確定的傳導(dǎo)率和介電常數(shù)使用和其中c0是探針在空氣中的pf電容。傳導(dǎo)率測量探針和/或介電常數(shù)傳感器可以被配置為周期性地評估傳導(dǎo)率和/或介電常數(shù)，并將該信息傳送到探針控制系統(tǒng)218。該信息可以通過網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)絡(luò)的組合(例如但不限于lan、wlan、蜂窩網(wǎng)絡(luò)或其他適當(dāng)?shù)挠芯€或無線通信網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)絡(luò)的組合)傳送到探針控制系統(tǒng)218?；谒O(jiān)測的傳導(dǎo)率和/或介電常數(shù)，探針控制系統(tǒng)218可評估復(fù)數(shù)布魯斯特角(ψi,b)和/或徑向表面電流(或電流密度)的變化，并調(diào)節(jié)多相波導(dǎo)探針以維持和/或優(yōu)化操作頻率下的操作。換句話說，可以改變與多相波導(dǎo)探針200相關(guān)聯(lián)的各種參數(shù)，以將多相波導(dǎo)探針200調(diào)節(jié)到期望的操作配置。這可以通過調(diào)節(jié)例如充電端子t1和/或t2中的一個(gè)或兩個(gè)相對于有損傳導(dǎo)介質(zhì)203的表面的高度(h1，h2)以及充電端子t1和t2之間的距離或間隔。例如，探針控制系統(tǒng)218可以調(diào)節(jié)充電端子t2的高度(h2)，以將澤尼克表面波的電場強(qiáng)度維持在或接近其最大值?；蛘撸梢哉{(diào)節(jié)的另一個(gè)參數(shù)是各個(gè)充電端子t1和/或t2的大小，其影響相關(guān)的自電容。另外，可以調(diào)節(jié)的另一個(gè)參數(shù)是與多相波導(dǎo)探針200相關(guān)聯(lián)的探針耦合電路209。這可以通過調(diào)節(jié)構(gòu)成探針耦合電路209的感抗和/或容抗的大小來實(shí)現(xiàn)。例如耦合到充電端子t1和/或端子t2的線圈的電感可以通過改變線圈上的抽頭位置和/或通過沿線圈包括多個(gè)預(yù)定的抽頭并在不同的預(yù)定抽頭位置之間切換來調(diào)節(jié)。場測量儀或場強(qiáng)(fs)測量儀(例如，fim-41fs測量儀，波托馬克儀器公司，銀泉，馬里蘭州)還可以圍繞多相波導(dǎo)探針200分布以測量與引導(dǎo)表面波相關(guān)的場的場強(qiáng)。場測量儀或fs測量儀可被配置為檢測場強(qiáng)度和/或場強(qiáng)度變化(例如，電場強(qiáng)度)，并將該信息傳送到探針控制系統(tǒng)218。該信息可通過網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)絡(luò)的組合(例如但不限于lan、wlan、蜂窩網(wǎng)絡(luò)或其他適當(dāng)?shù)膫魉途W(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)絡(luò)的組合)傳送到探針控制系統(tǒng)218。隨著負(fù)載和/或環(huán)境條件在操作期間變化或改變，可以調(diào)節(jié)多相波導(dǎo)探針200以維持fs儀表位置處的指定場強(qiáng)，以確保向接收器及其所提供負(fù)載的適當(dāng)?shù)碾娏鬏?。例如，可以調(diào)節(jié)耦合到充電端子t1和/或t2的線圈的電感以改善和/或最大化由多相波導(dǎo)探針200發(fā)射的電場強(qiáng)度。通過調(diào)節(jié)一個(gè)或兩個(gè)線圈電感，可以調(diào)節(jié)多相波導(dǎo)探針200以確保場強(qiáng)保持在適于澤尼克表面波的水平。這可以通過調(diào)節(jié)線圈上的抽頭位置來改變耦合到充電端子t1和/或t2的電感來實(shí)現(xiàn)。以這種方式，可以增加或減少充電端子t1和t2上的電壓幅度和相位以調(diào)節(jié)電場強(qiáng)度。維持預(yù)定范圍內(nèi)的場強(qiáng)水平可以改善接收器的耦合，降低接地電流損耗，并避免干擾來自其他多相波導(dǎo)探針200的傳輸。參考圖16a，所示的是包括圖6中的探針控制系統(tǒng)218的自適應(yīng)控制系統(tǒng)230的示例，其被配置為基于監(jiān)視的條件來調(diào)節(jié)多相波導(dǎo)探針200的操作。探針控制系統(tǒng)218可以用硬件、固件、由硬件執(zhí)行的軟件或其組合來實(shí)現(xiàn)。例如，探針控制系統(tǒng)218可以包括處理電路，其包括處理器和存儲器，他們都可以耦合到本地接口，例如具有伴隨控制/地址總線的數(shù)據(jù)總線，如被本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所贊許的。探針控制應(yīng)用可以由處理器執(zhí)行，以基于監(jiān)視的條件來調(diào)節(jié)多相波導(dǎo)探針200的操作。探針控制系統(tǒng)218還可以包括用于與各種監(jiān)視設(shè)備進(jìn)行通信的一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口。傳送可以通過網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)絡(luò)的組合，例如但不限于lan、wlan、蜂窩網(wǎng)絡(luò)或其他適當(dāng)?shù)膫魉途W(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)絡(luò)的組合。探針控制系統(tǒng)218可以包括例如諸如服務(wù)器的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、臺式計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)或具有相似能力的其他系統(tǒng)。自適應(yīng)控制系統(tǒng)230可以包括一個(gè)或多個(gè)地面參數(shù)儀(多個(gè))233，例如但不限于圖15a的傳導(dǎo)率測量探針和/或圖15b的明線探針或阻抗分析器799。地面參數(shù)儀233可以圍繞多相波導(dǎo)探針200在與操作頻率處的徑向表面電流相關(guān)聯(lián)的過渡距離處分布。例如，圖15b的明線探針或阻抗分析器799可以位于多相波導(dǎo)探針200周圍的每個(gè)象限中，以如前所述的監(jiān)測有損傳導(dǎo)介質(zhì)的傳導(dǎo)率和介電常數(shù)。地面參數(shù)儀(多個(gè))233可以被配置為周期性地確定有損傳導(dǎo)介質(zhì)的傳導(dǎo)率和介電常數(shù)，并將該信息傳送到探針控制系統(tǒng)218，用于多相波導(dǎo)探針200的潛在調(diào)節(jié)。在一些情況下，只有當(dāng)檢測到監(jiān)視條件的變化時(shí)，地面參數(shù)儀(多個(gè))233才能將信息傳送到探針控制系統(tǒng)218。自適應(yīng)控制系統(tǒng)230還可以包括一個(gè)或多個(gè)場測量儀(多個(gè))236，例如但不限于電場強(qiáng)度(fs)測量儀。場測量儀(多個(gè))236可圍繞多相波導(dǎo)探針200分布，超越引導(dǎo)場強(qiáng)度曲線103(圖1)支配輻射場強(qiáng)度曲線106(圖1)的徑向表面電流轉(zhuǎn)變。例如，多個(gè)場測量儀236可以沿著從多相波導(dǎo)探針200向外延伸的一個(gè)或多個(gè)徑向定位，以如前所述的監(jiān)測電場強(qiáng)度。場測量儀236可以被配置為周期性地確定場強(qiáng)，并將該信息傳送到探針控制系統(tǒng)218，以用于多相波導(dǎo)探針200的潛在調(diào)節(jié)。在一些情況下，場測量儀(多個(gè))236只有當(dāng)檢測到監(jiān)視條件的變化時(shí)，才能將信息傳送到探針控制系統(tǒng)218。還可以監(jiān)視其他變量并用于調(diào)節(jié)多相波導(dǎo)探針200的操作。例如，可以通過監(jiān)測激發(fā)源213來確定實(shí)際功率傳遞。在一些實(shí)現(xiàn)中，多相波導(dǎo)探針200可以被調(diào)節(jié)以至少部分地基于當(dāng)前指示來最大化耦合到引導(dǎo)表面波導(dǎo)模式中。通過調(diào)節(jié)耦合到充電端子t1和/或t2的電感，可以將電場強(qiáng)度保持在有損傳導(dǎo)介質(zhì)203(例如，地球)中的引導(dǎo)表面波傳輸?shù)钠谕交蚍秶＿@可以通過調(diào)節(jié)線圈上的抽頭位置來實(shí)現(xiàn)。也可以監(jiān)測激發(fā)源213以確保不發(fā)生過載。隨著多相波導(dǎo)探針200上的實(shí)際負(fù)載的增加，可以增加激發(fā)源213的輸出電壓或從線圈提供給充電端子t1的電壓，以增加場強(qiáng)水平，從而避免額外的負(fù)載電流。在一些情況下，接收器本身可以用作監(jiān)測引導(dǎo)表面波導(dǎo)模式的狀態(tài)的傳感器。例如，接收器可以監(jiān)視接收器的場強(qiáng)和/或負(fù)載需求。接收器可以被配置為將關(guān)于當(dāng)前操作條件的信息傳送到探針控制系統(tǒng)218。該信息可以通過網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)絡(luò)的組合(例如但不限于lan、wlan、蜂窩網(wǎng)絡(luò)或其他適當(dāng)?shù)膫魉途W(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)絡(luò)的組合)傳送到探針控制系統(tǒng)218。基于以上信息，探針控制系統(tǒng)218隨后可以調(diào)節(jié)多相波導(dǎo)探針200以便繼續(xù)操作。例如，可以調(diào)節(jié)耦合到充電端子t1和/或充電端子t2的電感，以改善和/或最大化多相波導(dǎo)探針200的耦合，以滿足接收器的負(fù)載需求。在一些情況下，探針控制系統(tǒng)218可以調(diào)節(jié)多相波導(dǎo)探針200以減少激發(fā)源213和/或多相波導(dǎo)探針200上的負(fù)載。例如，提供給充電端子t1的電壓可以降低到較低的場強(qiáng)并避免耦合到最遠(yuǎn)的負(fù)載設(shè)備的一部分。多相波導(dǎo)探針200可以由探針控制系統(tǒng)218使用例如一個(gè)或多個(gè)抽頭控制器239進(jìn)行調(diào)節(jié)。如圖16a，從線圈到上部充電端子t1的連接由抽頭控制器239控制。響應(yīng)于監(jiān)測條件的變化(例如，傳導(dǎo)率、介電常數(shù)和/或電場強(qiáng)度的變化)，探針控制系統(tǒng)可以將控制信號傳送到抽頭控制器239，以啟動(dòng)抽頭位置的改變。抽頭控制器239可以被配置為沿著線圈連續(xù)地改變抽頭位置，或者基于預(yù)定義的抽頭連接遞增地改變抽頭位置?？刂菩盘柨梢园ㄖ付ǖ某轭^位置，或者指定一定數(shù)量的抽頭連接的變化。通過調(diào)節(jié)抽頭位置，可以調(diào)節(jié)充電端子t1上的電壓幅度和相位，以改善引導(dǎo)表面波導(dǎo)模式的耦合。而圖16a示出耦合在線圈和充電端子t1之間的抽頭控制器239，在其他實(shí)施例中，從線圈到下部充電端子t2的連接242還可以包括抽頭控制器239。圖16b示出具有用于調(diào)節(jié)充電端子t2的相位延遲的抽頭控制器239的多相波導(dǎo)探針200的另一個(gè)實(shí)施例。圖16c示出多相波導(dǎo)探針200的實(shí)施例，其中可以使用抽頭控制器239來控制端子t1和t2的相位延遲。抽頭控制器239可以由探針控制系統(tǒng)218獨(dú)立地或并發(fā)地控制。在一些實(shí)現(xiàn)中，激發(fā)源213可以通過抽頭控制器239耦合到線圈，抽頭控制器239可以由探針控制系統(tǒng)218控制以保持用于從激發(fā)源的最大功率傳遞的匹配條件。返回參考圖16a，多相波導(dǎo)探針200也可以通過探針控制系統(tǒng)218使用例如上部充電端子定位系統(tǒng)248和/或下部充電端子定位系統(tǒng)251進(jìn)行調(diào)節(jié)。通過調(diào)節(jié)充電端子t1和/或充電端子t2的高度，以及兩者之間的距離，可以將能量的耦合調(diào)節(jié)到引導(dǎo)表面模式中，以最大化發(fā)射引導(dǎo)表面波的發(fā)射效率。端子定位系統(tǒng)248和251可以被配置為通過沿著垂直于有損傳導(dǎo)介質(zhì)203的z軸，線性地升高或降低端子來改變端子t1和t2的高度。例如，線性電動(dòng)機(jī)可以用于使用耦合到端子的絕緣桿，向上或向下移動(dòng)充電端子t1和t2。其他實(shí)施例可以包括可以控制充電端子t1和t2的位置的絕緣傳動(dòng)裝置和/或牽索和滑輪、螺旋齒輪或其他適當(dāng)?shù)臋C(jī)構(gòu)。絕緣的端子定位系統(tǒng)248和251防止了充電端子t1和t2上存在的電荷的放電。例如，絕緣結(jié)構(gòu)可以支撐充電端子t2上方的充電端子t1。例如，可以使用rf絕緣玻璃鋼桅桿來支撐充電端子t1和t2。充電端子t1和t2可以使用充電端子定位系統(tǒng)248和/或充電端子定位系統(tǒng)251來單獨(dú)定位，以改善和/或最大化多相波導(dǎo)探針200的電場。如已經(jīng)討論的，自適應(yīng)控制系統(tǒng)230的探針控制系統(tǒng)218可以通過與一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程定位的監(jiān)測設(shè)備(例如但不限于，地面參數(shù)測量儀233和/或場測量儀236)通信來監(jiān)測多相波導(dǎo)探針200的操作條件。探針控制系統(tǒng)218還可以通過訪問來自例如激發(fā)源213的信息來監(jiān)測其他條件。根據(jù)所監(jiān)視的信息，探針控制系統(tǒng)218可以確定是否需要調(diào)節(jié)多相波導(dǎo)探針200來改善和/或最大化傳輸?shù)碾妶鰪?qiáng)度。響應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)監(jiān)測條件的變化，探針控制系統(tǒng)218可以啟動(dòng)分別對與充電端子t1和/或充電端子t2耦合的一個(gè)或多個(gè)電感的調(diào)節(jié)，和/或?qū)Τ潆姸俗觮1和/或充電端子t2的物理高度(h1，h2)的調(diào)節(jié)。在一些實(shí)施方案中，探針控制系統(tǒng)218可以評估所監(jiān)視的狀況以識別變化的來源。如果所監(jiān)視的狀況是由接收器負(fù)載變化引起的，則可以避免多相波導(dǎo)探針200的調(diào)節(jié)，其中可以驅(qū)動(dòng)電源213以便在充電端子t1和/或t2維持期望的電壓。如果監(jiān)測條件(多個(gè))影響多相波導(dǎo)探針200的場強(qiáng)，則探針控制系統(tǒng)218可以啟動(dòng)對多相波導(dǎo)探針200的調(diào)節(jié)，以改善和/或最大化與徑向表面電流相關(guān)的場強(qiáng)。在一些實(shí)施例中，也可以調(diào)節(jié)充電端子t1的尺寸以控制能量耦合到引導(dǎo)表面波導(dǎo)模式。例如，可以通過改變終端的尺寸來改變充電端子t1的自電容。還可以通過增加充電端子t1的尺寸來改善電荷分布，這可以減少從充電端子t1放電的可能性。注意，充電端子t2的尺寸也可以以與充電端子t1類似的方式變化，如上所述。對充電端子t1/t2的尺寸的控制可以由探針控制系統(tǒng)218通過充電端子定位系統(tǒng)248或通過單獨(dú)的控制系統(tǒng)來提供。圖17a和17b示出可以用作多相波導(dǎo)探針200的充電端子t1和/或t2的可變端子803的示例。例如，可變端子803可以包括嵌套在外部圓筒形部分809中的內(nèi)部圓筒形部分806。內(nèi)部圓筒形部分806和外部圓筒形部分809可以分別包括穿過底部和頂部的板。在圖17a中，圓柱形可變端子803被示出為具有第一尺寸的收縮狀態(tài)，其可以與第一有效球形直徑相關(guān)聯(lián)。為了改變可變端子803的尺寸，從而改變有效的球形直徑，可以擴(kuò)展可變端子803的一個(gè)或兩個(gè)部分以增加表面積，如圖17b所示的。這可以使用諸如電動(dòng)機(jī)或液壓缸的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)被電隔離以防止終端上的電荷放電。接下來參考圖18，所示的是表示在端子812的外表面818內(nèi)包括可變電感815的可變端子812的示意圖。通過將可變電感器放置在端子812內(nèi)，圖7a-7j的多相波導(dǎo)探針200的負(fù)載阻抗zl(或圖12b的調(diào)諧諧振器706的負(fù)載阻抗zr)可以通過調(diào)節(jié)電感815來調(diào)節(jié)，而不影響充電端子t1的表面電荷。在一些實(shí)施例中，圖17a和17b的可變端子803可以包括在圓柱形部分806和809內(nèi)的可變電感815。這種組合可以為多相波導(dǎo)探針200的負(fù)載阻抗zl提供更寬范圍的控制。應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)，本公開的上述實(shí)施例僅僅是為了清楚地理解本公開的原理而提出的實(shí)現(xiàn)的可能示例。在不脫離本公開的精神和原理的情況下，可以對上述實(shí)施例進(jìn)行許多變化和修改。所有這些修改和變化旨在被包括在本公開的范圍內(nèi)并由所附權(quán)利要求保護(hù)。此外，所描述的實(shí)施例和從屬權(quán)利要求的所有可選和優(yōu)選特征和修改可用于本文教導(dǎo)的所公開的所有方面。此外，從屬權(quán)利要求的各個(gè)特征以及所描述的實(shí)施例的所有可選和優(yōu)選特征和修改可以彼此組合和互換。當(dāng)前第1頁12當(dāng)前第1頁12