Распространение волн в диспергирующих средах. Аверина Л.И. - 32 стр.

UptoLike

Составители: 

32
мацию амплитуды сигнала , зависит от величины дисперсии групповой скоро -
сти и длительности импульса .
3.6 Распространение гауссова импульса с квадратичной мо-
дуляцией фазы в диспергирующей среде
Рассмотрим с помощью параболического уравнения (3.10) распростране-
ние гауссова импульса с линейной девиацией мгновенной частоты (с квадра -
тичной модуляцией фазы ):
()
==
00
2
0
2
0
2
1exp0, T
j
T
t
AztA
&
. (3.11)
Частотный спектр такого импульса равен
()
()
()
Ω−
Ω−
=
2/14
exp
2/12
00
2
0
2
0
00
00
Tj
T
Tj
TA
F
ωω
π
ω
и имеет полуширину по уровню
1
e
:
2
0
2
0
0
0
4
1
T
T
+==∆ ωωω .
Видно, что при сильной фазовой модуляции
(
)
1
00
>>Ω T полуширина спектра
0
=∆ ω
, а при малой модуляции
(
)
1
00
<<Ω T
полуширина равна
0
2 T
=
ω
.
Подставляя (3.11) в общее решение параболического уравнения (3.9), на -
ходим
()
()
()
+
+−=
4
4
1
2
1exp,
2
0
2
0
"
3
00
2
0
"
2
2
0
2
0
T
zk
T
T
zk
j
zT
z
A
tzA
ω
ω
ψ
τ
ψ
&
,
где
()
−=
2
1
2
1
00
2
0
"
T
j
T
zk
jz
ω
ψ
.
Длительность импульса в сечении z
()()
4
0
2
2
"
2
0
"
0
00
4
1
T
zk
T
zk
TzTzT
ωω
ψ +
== .
В отсутствие начальной фазовой модуляции , 0
0
=
,
()()
4
0
2
2
"
00
4
1
T
zk
TzTzT
ω
ψ +==
.
                                                       32
ма ц ию а мплитуды сигна ла , за висит от величины дисперсии групповой скоро-
стии длительности импульса .

        3.6 Р ас пр ос тр анени егаус с ова и мп уль с а с квадр ати ч ноймо-
                 дуляц и е  йфазы в ди с пе р ги р ую щ е йс р е
                                                               де

     Ра ссмотрим с помощ ью па ра болического уравнения (3.10) распростране-
ниега уссова импульса с линей ной девиа ц ией мгновенной ча стоты (с ква дра -
тичной модуляц ией фа зы ):

                                    2                    
             &A(t , z = 0) = A exp − t 1 − j Ω T  .                    (3.11)
                               0                   0 0
                                    0T 2
                                             2          
Ч а стотны й спектрта кого импульса ра вен
                                     A0T0              (ω − ω0 )2 T02 
                      F (ω ) =                    exp −                    
                               2 π 1 − jΩ 0T0 / 2      4(1 − jΩ 0T0 / 2) 

и имеетполуш ирину по уровню e −1 :

                                       1
                                    ∆ω = ω − ω0 =
                                          4 + Ω 02T02 .
                                      T0
В идно, что при сильной фа зовой модуляц ии ( Ω 0 T0 >> 1) полуш ирина спектра
∆ω = Ω0 , а при ма лой модуляц ии ( Ω 0 T0 << 1) полуш ирина равна ∆ω = 2 T0 .
     П одста вляя (3.11) вобщ еереш ениепа ра болического уравнения (3.9), на -
ходим

                          A0               τ2           2kω" z  Ω 0T03 Ω 20T02  
          A& ( z, t ) =          exp −            2
                                                      1 + j 2 1 −        +         ,
                                                                                   
                          ψ (z )       T0 ψ ( z ) 
                                           2                T0        "
                                                                    4 kω z    4     

                                                    2kω" z  Ω T 
где                                  ψ ( z ) = 1 − j 2 1 − j 0 0  .
                                                     T0      2 

Д лительностьимпульса всечении z

                                                                     2            2
                                                       Ω 0 k ω" z       "   2
                          T ( z ) = T0 ψ ( z ) = T0   1 −          + 4 kω z .
                                                          T0           T04
                                                      

В отсутствиена ча льной фа зовой модуляц ии, Ω 0 = 0 ,

                                                                         2
                                                                  4k ω" z 2
                                   T (z ) = T0 ψ ( z ) = T0 1 +               .
                                                                    T04