Семя – орган полового размножения и расселения растений: наружи у семян имеется плотный покров – кожура...
Кормораздатчик мобильный электрифицированный: схема и процесс работы устройства...
Топ:
Основы обеспечения единства измерений: Обеспечение единства измерений - деятельность метрологических служб, направленная на достижение...
Марксистская теория происхождения государства: По мнению Маркса и Энгельса, в основе развития общества, происходящих в нем изменений лежит...
Установка замедленного коксования: Чем выше температура и ниже давление, тем место разрыва углеродной цепи всё больше смещается к её концу и значительно возрастает...
Интересное:
Как мы говорим и как мы слушаем: общение можно сравнить с огромным зонтиком, под которым скрыто все...
Принципы управления денежными потоками: одним из методов контроля за состоянием денежной наличности является...
Подходы к решению темы фильма: Существует три основных типа исторического фильма, имеющих между собой много общего...
Дисциплины:
2018-01-29 | 426 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
В диапазоне сантиметровых волн широко применяют антенны, которые в соответствии с принципом Гюйгенса-Кирхгофа можно рассматривать как излучающие поверхности (рупорные, линзовые, зеркальные и другие антенны). При анализе работы таких антенн излучающую поверхность рассматривают как часть поверхности плоского волнового фронта, представляющую собой совокупность элементарных излучателей – источников Гюйгенса.
Выясним основные свойства элемента волнового фронта – источника Гюйгенса. Пусть плоская поверхность S (рис. 92, а) представляет собой часть волнового фронта, движущегося в положительном направлении оси z.
Тогда на этой поверхности существуют тангенциальные к ней составляющие напряженности поля – Еу и Нх. Рассмотрим бесконечно малый элемент поверхности волнового фронта dS = dxdy, находящийся в начале прямоугольной системы координат (рис. 92, б). Можно считать, что в пределах этого элемента Еу и Нх не изменяются ни по амплитуде, ни по фазе. При определении поля излучающей поверхности составляющие Еу и Нх можно согласно принципу эквивалентности заменить эквивалентными поверхностными токами в соответствии с формулами (5.6) и (5.7).
Рис. 92. Источник Гюйгенса
Так как направление нормали n совпадает с положительным направлением оси z, то векторы J э и J м направлены так, как показано на рис. 92, в. Таким образом, элемент плоского волнового фронта (источник Гюйгенса) представляет собой совокупность двух наложенных друг на друга элементарных вибраторов – электрического, длиной dy и шириной dx, и магнитного, длиной dx, шириной dy, оси которых взаимно перпендикулярны. Оба элементарных вибратора колеблются в фазе. Эквивалентные токи, текущие по этим вибраторам, определяются выражениями:
|
Iэ =Hxdx; (31)
Iм= -Eydy. (32)
Рассмотрим плоскость yoz (плоскость электрического вектора). Пусть расстояние от начала координат до точки наблюдения, находящейся в этой плоскости, будет r 0, а направление на точку наблюдения определяется углом JE. Определим напряженность электрического поля, создаваемогов точке наблюдения элементарным электрическим вибратором длиной dy, обтекаемым током I э, ось которого параллельна оси у.
В соответствии сформулами (13) и (31), учитывая, что JE – угол между нормалью коси вибратора и направлением в точку наблюдения, получаем
. (33)
Найдем поле, создаваемое в той же точке наблюдения магнитным вибратором, ось которого параллельна оси х. Для этого воспользуемся формулой (21),подставив в нее вместо Iм его выражение (32) и вместо dl – dx. Следует иметь в виду, что в плоскости yoz магнитный вибратор имеетсоставляющую напряженности электрического поля ЕJ. Учтем также, что угол между осью вибратора и направлением вданную точку равен 90°, так как плоскость вектора Е перпендикулярнаоси магнитного вибратора. Поэтому
(34)
Элементарный магнитный вибратор не обладает направленными свойствами в экваториальной по отношению к нему плоскости Е. Чтобы найти поле, создаваемое в точке наблюдения источником Гюйгенса, сложим поля, создаваемые его составными частями: элементарным электрическим и элементарным магнитным вибраторами.
Напряженности полей и складываются алгебраически потому, что векторы и в точке наблюдения М лежат на одной прямой.
Таким образом, = + .
Подставляя вместо и их выражения (33) и (34) и вынося за скобки общие множители, получим
. (35)
Учитывая, что , получаем
. (36)
Следует помнить, что в данных формулах dE представляет собой напряженность электрического поля, создаваемого элементом волнового фронта в зоне излучения; Еу –тангенциальная составляющая напряженности электрического поля на поверхности волнового фронта, т. е. это стороннее возбуждающее поле.
|
Нормированная характеристика направленности элемента волнового фронта в плоскости Е определяется формулой
. (37)
Данное выражение является уравнением кардиоиды в полярной системе координат (рис. 93, а).
Как видим, источник Гюйгенса обладает однонаправленными свойствами: максимум излучения перпендикулярен поверхности элемента и направлен в сторону движения волны; в обратном направлении излучения нет.
Формула для расчета напряженности поля, создаваемого источником Гюйгенса в плоскости xoz (плоскость магнитного вектора), выводится аналогично. При этом учитывается, что элементарный электрический вибратор не обладает направленными свойствами в этой плоскости, так как она меридиональна по отношению к магнитному вибратору и экваториальна по отношению к электрическому вибратору. В результате получается формула, совпадающая с формулой (36), только угол заменяется углом между нормалью к излучающей поверхности и направлением на точку наблюдения в плоскости Н. Диаграмма направленности в плоскости Н показана на рис. 93, б.
Пространственная диаграмма направленности представляет собой тело вращения диаграммы рис. 93 вокруг оси z. В плоскости хоу, являющейся меридиональной по отношению к обоим вибраторам – электрическому и магнитному, элемент волнового фронта не обладает направленными свойствами.
Рис. 93. Диаграмма направленности источника Гюйгенса:
а – плоскость Е, б – плоскость Н
|
|
Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций...
Историки об Елизавете Петровне: Елизавета попала между двумя встречными культурными течениями, воспитывалась среди новых европейских веяний и преданий...
Семя – орган полового размножения и расселения растений: наружи у семян имеется плотный покров – кожура...
История развития пистолетов-пулеметов: Предпосылкой для возникновения пистолетов-пулеметов послужила давняя тенденция тяготения винтовок...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!